STUDI IN SILICO AKTIVITAS PENGHAMBATAN SENYAWA …

STUDI IN SILICO AKTIVITAS PENGHAMBATAN SENYAWA

TURUNAN KUERSETIN TERHADAP PROTEASE HIV-1

STUDY IN SILICO OF QUERCETIN DERIVATIVES INHIBITION

ACTIVITY TOWARDS HIV-1 PROTEASE

SKRIPSI SARJANA SAINS

Oleh

HUSNA ABDUL AZIZ

FAKULTAS BIOLOGI

UNIVERSITAS NASIONAL

JAKARTA

2020

STUDI IN SILICO AKTIVITAS PENGHAMBATAN SENYAWA

TURUNAN KUERSETIN TERHADAP PROTEASE HIV-1

Skripsi ini dajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA SAINS DALAM BIDANG BIOLOGI

Oleh

HUSNA ABDUL AZIZ

183112620120026

FAKULTAS BIOLOGI

UNIVERSITAS NASIONAL

JAKARTA

2020

FAKULTAS BIOLOGI UNIVERSITAS NASIONAL

Skripsi, Jakarta Februari 2020

Husna Abdul Aziz

STUDI IN SILICO AKTIVITAS PENGHAMBATAN SENYAWA TURUNAN

KUERSETIN TERHADAP PROTEASE HIV-1

viii + 65 halaman, 4 tabel, 8 gambar, 4 lampiran

Human Immunodefisiensi Virus (HIV) tipe 1 merupakan jenis virus HIV yang paling sering

menyerang sistem kekebalan tubuh dan mudah bermutasi. World Health Organization

(WHO) menyebutkan terdapat 37,9 juta orang yang terinfeksi pada tahun 2018 dengan tingkat

mortilitas dan morbiditas yang tinggi. Penelitian pencarian obat terus dilakukan termasuk

salah satunya penelitian terhadap protease HIV yang merupakan enzim yang berperan dalam

proses pemotongan rantai poliprotein pada sisi gag dan gag-pol untuk pembentukan virion

yang baru. Banyak studi yang menyebutkan bahwa kuersetin memiliki aktivitas

penghambatan terhadap HIV-1 namun kemampuan kuersetin dan turunannya sebagai ligan

yang mampu berinteraksi dengan reseptor protease HIV-1 belum banyak dilakukan.

Penelitian ini bertujuan untuk melihat potensi senyawa turunan kuersetin sebagai kandidat

obat inhibitor protease HIV. Metode yang digunakan adalah analisis in silico. Penambatan

molekuler terhadap 36 senyawa turunan kuersetin dengan reseptor protease HIV-1 dengan

kode 3SO9 menggunakan aplikasi pyrx-autodock vina-open babel, dimana sebelumnya

dilakukan preparasi ligan menggunakan Autodock Tools 1.5.6, dan optimalisasi geometri yang

ada menggunakan perangkat lunak Avogadro. Interaksi yang terjadi diukur menggunakan

skoring energi bebas gibbs (∆G) yang mana semakin negatif nilai ∆G maka semakin besar

kecenderungan ikatan antar ligan dan reseptor. Hasil uji penambatan 36 senyawa turunan

kuersetin terhadap reseptor protease HIV-1 diperoleh hasil 22 senyawa turunan kuersetin

memiliki nilai energi gibbs (∆G) lebih kecil dari ligan asli (Darunavir) dengan 5 senyawa

menyimpang dari hukum lipinski dan 17 senyawa memenuhi kriteria lipinski sehingga 17

senyawa turunan kuersetin tersebut berpotensi untuk menjadi kandidat obat inhibitor protease

HIV-1.

Kata kunci : kuersetin, protease HIV-1, inhibitor, kandidat obat

Daftar bacaan : 30 (2001-2019)

iii

KATA PENGANTAR

Bimillahirrahmanirrahim

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, atas segala nikmat,

rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menempuh Pendidikan

Strata 1 (S1) di Fakultas Biologi Universitas Nasional konsentrasi Biologi Medik serta

menyelesaikan penulisan skripsi ini.

Skripsi penelitian yang penulis susun berjudul “Studi In Silico Aktivitas

Penghambatan Senyawa Turunan Kuersetin terhadap Protease HIV-1” diajukan

sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan program sarjana sains

konsentrasi Biologi Medik di Universitas Nasional. Penelitian ini diharapkan dapat

memberikan manfaat di bidang kesehatan khususnya pada pengobatan virus HIV-1.

Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada

seluruh pihak yang telah mendukung, membimbing penulis dari masa perkuliahan hingga

skripsi ini terselesaikan. Dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat, penulis

mengucapkan terimakasih dan penghargaan kepada:

1. Orang tua tercinta yaitu Ibu Kuswatin dan Bapak Dodong Basuki Rahmat yang

senantiasa memberikan dukungan, nasihat serta do’a kepada penulis dalam

menempuh hidup.

2. Bapak Drs. Yeremiah Rubin Camin, M.Si selaku dosen, pembimbing pertama

dan koordinator proposal skripsi yang telah memberikan inspirasi, membuka

wawasan kepada penulis terkait perkembangan teknologi serta meluangkan

waktu untuk memberikan bimbingan, nasihat, masukan serta dukungan selama

perkuliahan dan bimbingan penyusunan skripsi.

3. Ibu Dr. Vivitri Dewi Prasasty selaku pembimbing kedua yang senantiasa sabar

dan meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, nasihat, masukan serta

dukungan selama perkuliahan dan bimbingan penyusunan skripsi.

4. Bapak Dr. Tatang Mitra Setia, M.Si selaku Dekan Fakultas Biologi Universitas

Nasional atas nasehat dan ilmu yang telah diberikan selama menempuh

pendidikan.

iv

5. Bapak Drs. Gautama Wisnu Budi, M.Si selaku Ketua Program Studi Biologi

Universitas Nasional atas nasehat dan ilmu yang telah diberikan selama

menempuh pendidikan di kampus UNAS.

6. Ibu Dra. Noverita, M.Si selaku pembimbing akademik atas segala nasehat,

motivasi, dan ilmu yang telah diberikan selama menempuh pendidikan di

kampus UNAS.

7. Bapak dan Ibu Dosen UNAS yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan

pengalaman selama masa perkuliahan. Orang-orang luar biasa yang sangat

menginspirasi penulis.

8. Rekan-rekan mahasiswa Biomedik yang selalu saling menyemangati, telah

memberikan banyak bantuan, dan sering direpotkan selama masa perkuliahan

sampai terselesaikannya skripsi ini. Kalian luar biasa.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan

kontribusi dan bantuannya kepada penulis.

Tak ada gading yang tak retak, begitupun dengan penyusunan skripsi ini, oleh

karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat penulis

harapkan untuk melengkapi dan pengembangan skripsi penelitian ini kedepannya.

Semoga karya ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca dan masyarakat pada

umumnya. Amin.

Jakarta, Februari 2020

Penulis

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................................................... iii

DAFTAR ISI .................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... vii

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

BAB II. METODE PENELITIAN ................................................................................... 5

A. Waktu Dan Tempat Penelitian .............................................................................. 5

B. Instrumen Penelitian ............................................................................................. 5

C. Cara Kerja ............................................................................................................. 7

D. Analisis Data ....................................................................................................... 13

BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 15

A. Hasil pencarian dan pengunduhan makromolekul protease HIV-1 dan ligan

senyawa turunan kuersetin .................................................................................. 15

B. Validasi Penambatan ........................................................................................... 16

C. Penambatan senyawa turunan Kuersetin pada Protease HIV-1........................... 19

D. Perbandingan interaksi kuersetin dan darunavir terhadap protease HIV-1 ......... 22

BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 35

A. Kesimpulan .......................................................................................................... 35

B. Saran ..................................................................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 37

Lampiran I Gambar Lampiran ........................................................................................ 41

Lampiran II Tabel Lampiran .......................................................................................... 49

Halaman

vi

DAFTAR GAMBAR

Naskah

Gambar 1. Pencarian struktur protease HIV-1 ................................................................. 7

Gambar 2. Tampilan pengunduhan senyawa turunan kuersetin dari ZINC Docking ....... 8

Gambar 3. Program Pyrx-Autodock Vina ...................................................................... 11

Gambar 4. Skema Penelitian .......................................................................................... 12

Gambar 5. Struktur 3 dimensi makromolekul protease HIV-1 (3SO9) .......................... 15

Gambar 6. Pengaturan Gridbox Penambatan ................................................................. 17

Gambar 7. Interaksi Darunavir dengan Protease HIV-1 ................................................ 18

Gambar 8. Proses Penambatan Senyawa Turunan Kuersetin ......................................... 20

Gambar 9. Perbandingan Interaksi yang terjadi pada Darunavir dan Senyawa Turunan

Kuersetin ......................................................................................................................... 29

Lampiran

Gambar Lampiran 1. Interaksi pada setiap Ligan (ligan asli dan ligan uji) ................... 41

vii

DAFTAR TABEL

Naskah

Tabel 1. Definisi Operasional Variabel (DOV) ................................................................ 6

Tabel 2. Hasil validasi penambatan terhadap ligan asli (Darunavir) .............................. 17

Tabel 3. Hasil penambatan molekuler terhadap 36 senyawa turunan kuersetin (nilai

RMSD dan energi gibbs) ................................................................................................ 21

Tabel 4. Perbandingan Interaksi Darunavir dengan Senyawa Turunan Kuersetin ......... 23

Lampiran

Tabel Lampiran 1. Senyawa turunan kuersetin yang diuji ............................................. 49

Tabel Lampiran 2. Hasil Penambatan Molekuler ........................................................... 55

Tabel lampiran 3. Interaksi dan Residu Penambatan Darunavir dan Senyawa Turunan

Kuersetin ......................................................................................................................... 57

Tabel lampiran 4. Singkatan Asam Amino .................................................................... 63

viii

1

BAB I. PENDAHULUAN

Human Immunodefisiensi Virus (HIV) merupakan virus yang masuk ke dalam

genus Lentivirus dari family Retroviridae yang menyerang system kekebalan tubuh. Atas

dasar karakteristik genetik dan perbedaan antigen virus, HIV diklasifikasikan menjadi

HIV tipe 1 dan HIV tipe 2 (Blood, 2016). HIV tipe 1 merupakan jenis HIV-1 yang paling

umum menyerang manusia, dan setiap virus HIV bereplikasi membuat kesalahan, hal ini

menunjukkan bahwa virus HIV merupakan target yang terus bergerak. Oleh karena itu

berbagai penelitian mengenai pengobatan HIV terutama inhibitor HIV-1 terus dilakukan

untuk perkembangan pengobatannya (FightAIDS@Home, 2014).

Berdasarkan data dari World Health Organization (WHO) terdapat 37,9 juta orang

yang terinfeksi oleh HIV dan 23,3 juta orang sudah mendapat pengobatan antiretroviral,

1,7 juta orang tertular HIV dan 0,8 juta orang meninggal dunia (WHO, 2018). Di

Indonesia kasus HIV ini terus meningkat dari tahun ke tahun, pada tahun 2015 tercatat

30.935 kasus, tahun 2016 sebanyak 41.250 kasus dan pada tahun 2017 jumlahnya terus

meningkat menjadi 48.300 kasus (Kesehatan, 2018). Berdasarkan prevalensi tersebut

maka HIV dapat dikategorikan sebagai virus yang memiliki tingkat morbiditas yang

sangat tinggi .

Pengobatan yang ada sekarang ini belum dapat memusnahkan virus, namun

difokuskan untuk menekan replikasi virus dalam tubuh manusia dengan cara menargetkan

enzim yang memiliki peran penting dalam proses replikasi virus seperti enzim

transcriptase, integrase dan protease, sehingga proses replikasi dapat dihentikan dan

virion baru tidak jadi terbentuk. Obat yang digunakan untuk pengobatan AIDS pertama

kali adalah inhibitor reverse transcriptase (Flexner, 1998), kemudian pada tahun 1995

inhibitor protease HIV-1 diperkenalkan karena tingkat mutasi yang tinggi dari reverse

transcriptase. Protease HIV-1 berperan dalam memotong poliprotein pada sisi gag dan

gag-pol pada saat proses replikasi virus (Adamson et al., 2009) sedangkan inhibitor

protease HIV-1 berperan dalam menghambat proses pemotongan poliprotein tersebut

sehingga virion baru tidak terbentuk (Flexner, 1998). Penggunaan kombinasi obat

penghambat enzim reverse transcriptase dan penghambat protease efektif menurunkan

2

viral load (Tjay and Rahardja, 2007). Saat ini terdapat berbagai obat antiretoviral jenis

inhibitor protease yang digunakan untuk menekan perkembangan virus salah satunya

adalah Darunavir (Ghosh et al., 2007).

Seiring dengan perkembangan teknologi, proses skrining untuk mencari kandidat

obat dapat dilakukan dengan menggunakan komputer yang biasa dikenal dengan metode

virtual screening atau metode in silico sehingga proses skrining yang sebelumnya

memerlukan waktu lama dan biaya yang cukup besar dapat diefisiensikan, baik waktu

maupun biaya yang dikeluarkan. Pencarian inhibitor protease HIV-1 secara virtual

screening dipilih karena memiliki keuntungan dibanding dengan metode lain, salah

satunya adalah waktu penelitian yang relatif pendek sehingga mampu mempercepat

proses penemuan obat serta biaya yang dikeluarkan relatif lebih murah (Huang and Zou,

2007).

Penelitian yang dilakukan oleh Amelia (2010) tentang skrining zat senyawa bahan

alam terhadap aktivitas protease HIV-1 menunjukkan bahwa terdapat sepuluh senyawa

bahan alam yang memiliki ligan terbaik untuk berikatan dengan protease HIV-1, dua

diantara bahan alam tersebut adalah senyawa turunan kuersetin. Berbagai studi yang

dilakukan menunjukkan bahwa kuersetin memiliki kemampuan sebagai inhibitor protease

HIV-1 (Pasetto et al., 2014), namun kemampuan kuersetin dan turunannya sebagai ligan

yang mampu berinteraksi dengan reseptor protease HIV-1 belum banyak dilakukan. Oleh

karena itu, aktivitas senyawa turunan kuersetin sebagai ligan reseptor protease HIV-1

penting dilakukan untuk mengetahui konformasi energi interaksi yang terjadi antara

senyawa turunan kuersetin, memprediksi struktur kompleks ligan dan protein serta

mendapatkan perbandingan interaksi yang terjadi antara senyawa turunan kuersetin

dengan salah satu obat retroviral yaitu Darunavir sehingga memperoleh manfaat secara

luas dalam proses pengembangan obat.

Studi in silico pada penelitian ini menggunakan struktur tiga dimensi protein target

(Protease HIV-1) yang diunduh dari Bank Data Protein, kemudian dilakukan penambatan

molekuler dengan ligan senyawa turunan kuersetin pada reseptor spesifik menggunakan

perangkat lunak Autodock Vina untuk mengetahui afinitas energi ikatannya sehingga

dapat digunakan sebagai dasar penemuan dan penggunaan obat.

3

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui afinitas energi ikatan senyawa

turunan kuersetin sebagai ligan terhadap reseptor protease HIV-1 dengan penambatan

molekuler. Hipotesis dari penelitian ini adalah bahwa senyawa turunan kuersetin

berpotensi sebagai inhibitor enzim protease HIV-1.

Penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan secara luas khususnya untuk

pengembangan pencarian kandidat obat inhibitor protease HIV-1 yang berasal dari bahan

alami baik untuk penggunaan langsung senyawa itu sendiri ataupun sebagai senyawa

penuntun.

4

5

BAB II. METODE PENELITIAN

A. Waktu Dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan secara in silico pada bulan Desember 2019 sampai dengan

Januari 2020.

B. Instrumen Penelitian

1. Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini terdiri atas perangkat keras (hardware)

dan perangkat lunak (software). Perangkat keras berupa laptop dengan spesifikasi

RAM (Random Acces Memory) enam Gigabyte, Processor Intel(R) Core(TM) i3-

3110M CPU @2.40 GHz. Perangkat lunak yang digunakan berupa Windows 7

(64 bit), Avogadro, Pyrx-Autodock Vina-Open Babel- Autodock Tools 1.5.6,

Discovery Studio 2019, LigPlot++ serta koneksi internet.

2. Bahan

Adapun bahan pada penelitian ini terdiri atas dua yaitu struktur tiga dimensi

protease HIV-1 yang diunduh dari Bank Data Protein (www.rcsb.org) dengan

identitas 3SO9 yang berikatan dengan ligan aslinya yaitu Darunavir. Kedua

adalah ligan berupa tiga puluh enam struktur senyawa turunan kuersetin yang

diunduh dari ZINC docking (https://zinc.docking.org) dengan kode

ZINC100824387, ZINC14952519, ZINC85815592, ZINC95620386,






ZINC14644472, ZINC4096845, ZINC3869685, ZINC517261, ZINC84428502,


ZINC84422547, ZINC100772239.

http://www.rcsb.org/

https://zinc.docking.org/

6

Adapun definisi operasional variabel disajikan pada table 1 dibawah ini.

Tabel 1. Definisi Operasional Variabel (DOV)

No Variabel DOV Sumber Satuan

1 Senyawa

turunan

Kuersetin

Ligan uji berupa struktur

senyawa turunan

kuersetin yang diunduh

dari database ZINC

Docking.

Database ZINC

Docking

(www.zinc.dockin

g.org)

-

2 Afinitas ligan

terhadap

reseptor

Afinitas ligan yang

semakin tinggi terhadap

reseptor ditunjukan

dengan semakin negatif

energy bebas gibbs

(ΔG).

Uji in silico kkl/mol

3 Inhibitor

protease HIV-1

Zat penghambat enzim

protease HIV-1 yang

dapat mencegah proses

pemotongan prekursor

polyprotein sehingga

proses pematangan virus

dapat dihambat dan tidak

terbentuk virion yang

baru.

Bank Data Protein

(www.rcsb.org)

-

7

C. Cara Kerja

1. Pencarian dan Pengunduhan Struktur Protease HIV-1

Struktur tiga dimensi dari protease HIV-1 diunduh dari bank data protein

(www.rcsb.org) dengan kode 3SO9 yang berikatan dengan ligan asli atau ligan

bawaannya yaitu Darunavir. Struktur protease HIV-1 yang ada disimpan dalam

format .pdb (gambar 1)

Gambar 1. Pencarian struktur protease HIV-1

2. Pengunduhan Struktur Senyawa Turunan Kuersetin

Dilakukan pencarian struktur senyawa turunan kuersetin pada website penyedia

database ligan yaitu ZINC Docking, setelah dilakukan pencarian didapatkan tiga

puluh enam struktur senyawa turunan kuersetin yang merupakan ligan uji pada

penelitian ini. Selanjutnya seluruh senyawa turunan kuersetin yang ada diunduh dari

database ZINC Docking (https://zinc.docking.org) seperti pada Gambar 2 dan

disimpan dalam format .sdf.

Seluruh senyawa turunan kuersetin yang diunduh dari database ZINC Docking beserta

dengan struktur kimianya disajikan pada Tabel Lampiran 1.



8

Gambar 2. Tampilan pengunduhan senyawa turunan kuersetin dari ZINC Docking

3. Pemisahan reseptor protease HIV-1 dengan ligan asli

Struktur makromolekul protease HIV-1 yang diunduh dari bank data protein

(www.rcsb.org) masih terikat dengan ligan yaitu Darunavir sehingga perlu

dipisahkan. Proses pemisahan reseptor dan ligan tersebut dilakukan dengan

menggunakan perangkat lunak Discovery studio 2019 client dengan cara sebagai

berikut:

a. Struktur makromolekul protease HIV-1 yang sebelumnya sudah diunduh

dibuka dengan menggunakan perangkat lunak Discovery studio 2019 client.

b. Untuk memisahkan ligan dari reseptor HIV-1, dilakukan penghapusan ligan

dengan cara klik Scripts Selection Select Ligands, kemudian hapus ligan

tersebut dengan menekan tombol delete pada keyboard.

c. Setelah reseptor protease HIV-1 berhasil dipisahkan dari ligan, maka file

disimpan dengan format .pdb.

d. Untuk memisahkan ligan asli dari reseptor HIV-1, buka kembali struktur

makromolekul yang sudah didownload dari bank data protein dengan

menggunakan perangkat lunak Discovery studio 2019 client

e. Kemudian dilakukan penghapusan reseptor dengan cara klik Scripts

Selection Select Protein dan hapus protein (reseptor) tersebut dengan

menekan tombol delete pada keyboard


9

f. Ligan asli yang sudah dipisahkan dari reseptor disimpan dengan format .pdb.

4. Optimasi reseptor protease HIV-1

Optimasi reseptor protease HIV-1 dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak

Discovery studio 2019 client. Optimasi tersebut meliputi penghapusan residu non

standar yang melekat pada reseptor HIV-1. Residu yang ada pada senyawa yang telah

diunduh adalah molekul air yang tersebar di sekeliling makromolekul atau protein,

sehingga perlu dihapus karena molekul air tersebut dapat mengganggu ikatan pada

proses docking, ada kemungkinan ligan akan terikat dengan molekul air melalui

ikatan hidrogen (Amelia, 2010).

5. Optimasi ligan asli (Darunavir)

Optimasi dilakukan dengan cara menghilangkan residu non standar yang terdapat

pada struktur ligan dengan menggunakan perangkat lunak Discovery studio 2019

client. Residu yang terdapat pada struktur ligan adalah molekul air, sehingga

dilakukan penghapusan molekul air tersebut untuk menghilangkan residu yang ada.

6. Persiapan makromolekul protease HIV-1

Preparasi atau persiapan makro molekul protease HIV-1 yang sudah dipisahkan

dengan ligan aslinya diberi perlakuan dengan menggunakan perangkat lunak

AutoDockTools-1.5.6 . Persiapan yang dilakukan meliputi penambahan molekul

hidrogen terhadap reseptor protease HIV-1, kemudian reseptor disimpan dalam

format .pdbq.

7. Persiapan ligan asli

Persiapan ligan meliputi penambahan muatan gasteiger menggunakan perangkat

lunak AutoDockTools-1.5.6 . Setelah ditambahkan muatan gasteiger, dilakukan

pengaturan torsi kemudian ligan disimpan dengan format .pdbqt.

8. Penentuan grid validasi penambatan

Makromolekul dari protease HIV-1 dan ligan yang sudah disiapkan dibuka dengan

aplikasi Pyrx-Virtual Screening Tools dan dilakukan pengaturan grid untuk

penambatan molekuler (Dallakyan and Olson, 2015).

10

9. Validasi penambatan

Validasi penambatan dilakukan dengan cara menambatkan kembali makromolekul

protease HIV-1 dengan ligan aslinya yaitu Darunavir. Syarat validasi diterima adalah

RMSD <2 Ǻ (Pradiana, 2019).

10. Optimasi geometri ligan uji menggunakan perangkat lunak Avogadro

Optimalisasi dilakukan terhadap tiga puluh enam senyawa turunan kuersetin yang

telah diunduh dengan menggunakan perangkat lunak Avogadro, energi konformasi

ligan diminimasi MMFF94 force field . Force field dipilih karena merupakan standar

MERCK yang memiliki kalkulasi yang baik terutama untuk struktur kimia organik

(Reges et al., 2018).

11. Persiapan ligan uji (senyawa turunan kuersetin)

Setelah dilakukan optimasi geometri terhadap ligan uji, selanjutnya eluruh senyawa

turunan kuersetin dibuka menggunakan perangkat lunak AutoDockTools-1.5.6

kemudian dilakukan penambahan muatan gasteiger dan muatan hidrogen.

12. Penambatan Molekuler

Dilakukan proses penambatan molekuler antara tiga puluh enam ligan uji yaitu

senyawa turunan kuersetin dengan makromolekul protease HIV-1. Proses

penambatan dilakukan dengan menggunakan aplikasi Pyrx-autodock vina dengan

pengaturan grid yang sama seperti validasi penambatan pada ligan aslinya yaitu

Darunavir. Pengaturan grid yang sama digunakan supaya tidak ada perbedaan

perlakuan terhadap proses penambatan pada tahap validasi dan penambatan pada

ligan uji. Program pyrx-autodock vina dapat dilihat pada Gambar 3.

13. Analisis interaksi kimia antara protein dan ligan

Dilakukan analisis interaksi kimia yang terjadi pada hasil penambatan antara senyawa

turunan kuersetin dengan protease HIV-1. Analisi dilakukan dengan menggunakan

perangkat lunak Discovery studio 2019 client atau Lig Plott++ .

Interaksi yang mungkin terjadi pada hasil penambatan adalah interaksi hidrogen atau

ikatan hidrofobik (Bernaldez et al., 2018).

11

Gambar 3. Program Pyrx-Autodock Vina

14. Visualisasi hasil penambatan

Untuk melihat hubugan antara ligan dan reseptor digunakan perangkat lunak yang

mampu memvisualisasikan struktur baik secara dua dimensi atau tiga dimensi

sehingga pengamatan lebih mudah dilakukan.

Pada penelitian ini, visualisasi interaksi hasil penambatan ligan asli (sebagai validasi

penmbatan) dan visualisasi interaksi hasil penambatan senyawa turunan kuersetin

dilakukan dengan perangkat lunak Discovery studio 2019 client dan LigPlot++. File

hasil penambatan berupa format pdbq dibuka dengan perangkat lunak tersebut

kemudian visualisasikan interaksi antara molekul dan ligan dalam bentuk dua atau

tiga dimensi.

Dengan melakukan visualisasi hasil penambatan, dapat dilihat konformasi ligan

terbaik yang mampu berikatan dengan reseptor protease HIV-1, kemudian dapat juga

dilihat residu asam amino yang berada disekitar interaksi yang terjadi serta jenis

interaksi yang ada, sehingga ikatan yang terjadi antara ligan yang diujikan dengan

reseptor HIV-1 dapat secara jelas diamati beserta faktor yang dapat

mempengaruhinya. Skema penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.

12

P Pengunduhan

Struktur Protease

HIV-1 dan Ligan uji

P Pemisahan molekul

dan ligan asli dari

residu non standar

P Optimalisasi

Protease HIV-1

P Penambatan

molekuler (validasi

penambatan)

P Penambatan

molekuler (dengan

ligan uji)

P Analisis Data

P Analisis Data

Gambar 4. Skema Penelitian

13

D. Analisis Data

Analisis senyawa turunan kuersetin dilakukan dengan virtual screening atau metode

in silico dengan penambatan molekuler. Data dianalis berdasarkan energi bebas ikatan

atau energi gibbs (∆G), residu asam amino dan jumlah ikatan hidrogen . Afinitas ligan

yang semakin tinggi terhadap reseptor ditunjukan dengan semakin negatif nilai ∆G.

Kemiripan aktivitas dan jenis interaksi (ligan uji dan ligan asli) ditandai dengan kemiripan

hasil residu asam amino dan ikatan hidrogen yang mendekati ligan asli sebagai ligan

pembanding. Jika residu asam amino dan ikatan hidrogen hasil penambatan ligan uji mirip

dengan ligan asli, maka aktivitas dan jenis interaksi antara ligan tersebut hampir sama

(Pratama, 2016). Serangkaian skema penelitian ini disajikan pada Gambar 4.

14

15

BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil pencarian dan pengunduhan makromolekul protease HIV-1 dan ligan

senyawa turunan kuersetin

Tahap awal dari penelitian ini adalah melakukan pencarian makromolekul protease

HIV-1 sebagai target penambatan. Pencarian dilakukan melalui bank data protein

(https://www.rcsb.org/). Struktur dengan identitas 3SO9 yang diunduh terikat dengan

ligan inhibitor protease (Darunavir). Data makromolekul protease HIV-1 yang diunduh

memiliki identitas 3SO9 dengan jumlah sub unit dua (memiliki dua rantai yaitu rantai A

dan rantai B) dan resolusi 2.87 Å. Makromolekul 3SO9 yang diunduh berikatan dengan

sebuah ligan yaitu Darunavir yang selanjutnya Darunavir ini disebut sebagai ligan

bawaan atau ligan asli.

Gambar 5. Struktur 3 dimensi makromolekul protease HIV-1 (3SO9)

Pemilihan struktur dengan identitas 3SO9 didasarkan karena strukturnya yang

masih utuh dan belum mengalami mutasi sehingga sangat cocok untuk gunakan sebagai

target percobaan dan ligan yang terikat pada makromolekul ini adalah darunavir yang

merupakan obat inhibitor protease HIV-1 saat ini (Negara, 2014) sehingga dapat

dijadikan kontrol positif yang tepat untuk penelitian ini.

16

Ligan yang diujikan pada penelitian ini merupakan tiga puluh enam senyawa

senyawa turunan kuersetin yang diunduh dari ZINC docking, rumus kimia dan struktur

dari ligan uji ini disajikan pada Tabel Lampiran 1.

B. Validasi Penambatan

Analisis in silico merupakan metode berbasis komputerisasi yang digunakan untuk

menggambarkan interaksi suatu molekul sebagai ligan dengan protein atau reseptor dalam

studi penemuan obat sehingga lamanya waktu untuk proses pencarian serta biaya yang

dikeluarkan dapat direduksi (Setiawan, 2009). Validasi penambatan yang dijadikan acuan

adalah penambatan antara ligan asli yaitu Darunavir dengan reseptor protease HIV-1.

Protease HIV-1 merupakan salah satu enzim yang ada pada virus HIV-1 yang

berperan dalam pematangan virus baru dengan memotong rantai poliprotein. Enzim ini

merupakan homodimer dan terdiri atas dua rantai poliprotein identik terhubung secara

nonkovalen dan terdiri dari 99 asam amino (Broglia et al., 2004). Sisi aktif dari enzim ini

terdapat diantara dimer yang mengandung residu katalitik aspartat dimana masing-

masing residu mengandung subunit-subunit untuk membentuk dua motif Asp-25-Thrs2

dan Gly27. Sisi aktif enzim ini mengandung sisi dimana inhibitor dapat terikat dengan

erat (Mager, 2001).

Inhibitor protease adalah salah satu obat HIV yang bekerja dengan cara mengikat

enzim protease yang memiliki peran penting untuk perkembangan dan replikasi virus

dalam tubuh. Enzim Protease ini berfungsi untuk memotong rantai poliprotein pada sisi

gag dan gag-pol pada proses pematangan virus. Obat-obat inhibitor protease ini bekerja

pada fase akhir dari replikasi virus dan efeknya terhadap HIV lebih kuat dari penghambat

reverse trancriptase (Amelia, 2010).

Validasi penambatan dilakukan dengan pengaturan grid box X: 13.6319, Y: -

3.2468, Z: -8.7628 (Gambar 6) kemudian dilanjutkan analisis menggunakan program

Pyrx-autodock vina sehingga dihasilkan RMSD (Root Mean Square Deviation) < 2 Å.

Secara umum, RMSD menunjukkan jarak atom pada suatu konformsi, semakin kecil nilai

RMSD nya maka semakin baik posisi ligan karena mendekati konformasi asal ligan

tersebut. (Ferencz and Lucia, 2015)

17

Gambar 6. Pengaturan Gridbox Penambatan

Secara umum nilai RMSD tergantung pada interaksi ikatan dan energi antara

protein dengan ligan, semakin kecil nilai RMSD maka semakin mirip struktur ligan yang

direaksikan. Nilai RMSD yang masih diterima yaitu kurang dari dua (Pradiana, 2019).

Hasil validasi penambatan terhadap ligan asli (Darunavir), interaksi yang terjadi

dan residu asam amino yang terlibat disekitar interaksi disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil validasi penambatan terhadap ligan asli (Darunavir)

Sinonim

Quercetin

RMSD Energi

Gibbs

(Kkl/mol)

Konstanta

inhibisi

(µM)

Ikatan

Hidrogen

Ikatan Hidrofobik

Darunavir 0 -8.9 0.29 Asn25(A),

Gly48(B)

Ile50B, Gly49B,

Gly27A, Gly49A,

Val84A, Leu23B,

Ala28A, Pro81B,

Asp29A, Thr82B,

Gly48A, Val32B,

Val84B, Ile50A, Ile47B,

Ala28B, Gly27B,

Pro81A

18

Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa nilai RMSD (Root Mean Square Deviation)

hasil penambatan antara Darunavir dengan reseptor protease HIV-1 adalah nol yang

menunjukkan kestabilan interaksi (ikatan) ligan dengan reseptor serta kemiripan struktur

ligan yang ditumpang tindihkan. Energi pengikatan ini merupakan aplikasi dari hukum

termodinamika ketiga yaitu bila ∆G < 0 berarti reaksi tersebut berjalan spontan (reaksi

berjalan ke produk), ∆G = 0 menunjukkan reaksi berjalan reversibel dan bila ∆G > 0

menunjukkan reaksi tidak terjadi (reaksi menuju arah reaktan). Semakin kecil nilai ∆G

menjukan semakin kuat ikatan yang terjadi antara ligan dengan reseptor, dan semakin

stabil pula reaksi yang terjadi (Pradiana, 2019). Interaksi yang terjadi antara ligan asli

(Darunavir) dengan reseptor HIV-1 dapat dilihat pada Gambar 7.

Berdasarkan hasil uji validasi didapatkan RMSD terbaik adalah 0 Å dan energi

gibbs sebesar -8.9 kkl/mol. Interaksi yang diperoleh pada penambatan ligan asli

(Darunavir) dengan protease HIV-1 adalah interaksi hidrogen dengan residu Asn25 pada

rantai A dan Gly48 pada rantai B selain interaksi hidrogen adapula interaksi van der wall

Gambar 7. Interaksi Darunavir dengan Protease HIV-1

19

yang terdapat pada Rantai A (Gly27, Gly48, Gly49, Val84, Ala28, Asp29, Ile50, Pro81)

dan rantai B (Ile50, Gly49, Leu23, Pro81, Thr82, Val32, Val84, Ile47, Ala28, Gly27).

C. Penambatan senyawa turunan Kuersetin pada Protease HIV-1

Flavonoid adalah senyawa fenolik yang mempunyai kerangka dasar karbon terdiri

atas 15 atom karbon dengan dua cincin benzen terhubung kuat rantai propan membentuk

susunan C6-C3-C6. Secara garis besar flavonoid dibagi menjadi 4 kelas besar yaitu

flavon, flavonol, flavonon dan flavanol. Senyawa flavonoid yang paling banyak di alam

adalah kelompok falvonol. Senyawa ini terdapat beragam di alam tergantung pada posisi

gugus OH pada fonolnya (Kumar and Pandey, 2013). Kuersetin merupakan jenis

flavonoid yang paling umum terdapat di alam dan memiliki kemampuan antivirus,

sehingga memiliki potensi untuk melawan virus HIV-1 (Pasetto et al., 2014).

Pada penelitian ini dilakukan pengujian terhadap tiga puluh enam senyawa turunan

kuersetin yang diambil dari database ZINC Docking (https://zinc.docking.org) dan

dilakukan penambatan terhadap senyawa - senyawa tersebut. Penelitian sebelumnya yang

dilakukan oleh Amelia (2010) dilakukan pengujian terhadap beberapa senyawa alam dan

dihasilkan sepuluh senyawa dan dua diantaranya adalah senyawa turunun kuersetin dan

salah satunya menempati urutan pertama dengan GOLD score tertinggi (Amelia, 2010).

Penelitian lainnya terkait aktivitas flavonoid terhadap HIV-1 menunjukkan bahwa

kuersetin memiliki aktivitas penghambatan HIV-1 sebesar >64% (Pasetto et al., 2014).

Proses penambatan dilakukan dengan menggunakan grid box yang sama dengan

proses validasi ligan asli terhadap 36 senyawa turunan kuersetin yang di unduh dari

website ZINC Docking (https://zinc.docking.org/substances/search/?q=quercetin)

dengan menggunakan program Pyrx-autodock vina dan pengaturan gridbox X: 13.6319,

Y: -3.2468, Z: -8.7628. Proses penambatan dapat dilihat pada Gambar 8.

Nilai pengaturan gridbox yang sudah didapatkan akan dijadikan acuan untuk

melakukan penambatan baik antara makromolekul/reseptor protease HIV-1 dengan ligan

asli (Darunavir) ataupun penambatan antara reseptor protease HIV-1 dengan senyawa

turunan kuersetin yang berperan sebagai ligan uji pada penelitian ini. Hal ini dilakukan

supaya tidak ada perbedaan perlakukan antara penambatan yang dilakukan terhadap ligan


https://zinc.docking.org/substances/search/?q=quercetin

20

asli dengan penambatan yang dilakukan pada ligan uji, sehingga kemungkinan

penyimpangan yang muncul akibat perbedaan perlakuan dapat dihindari.

Gambar 8. Proses Penambatan Senyawa Turunan Kuersetin

Penambatan dilakukan dengan program Pyrx-Virtual Screening Tools yang

merupakan program untuk melakukan virtual screening yang didalamnya terdapat

beberapa program untuk proses docking seperti program autodock tools yang digunakan

untuk preparasi ligan dan makromolekul sebelum dilakukan penambatan, program

autodock vina yang digunakan untuk melakukan penambatan, dan program open babel

yang digunakan untuk mengkonversi format file protein atau ligan, sehingga format yang

ada dapat disesuaikan dengan kebutuhan program autodock vina pada saat penambatan.

Format file dari senyawa turunan kuersetin akan secara otomatis diubah oleh

perangkat lunak atau program Open Babel, kemudian dengan pengaturan gridbox yang

sama dengan validasi penambatan dilakukan proses penambatan seluruh ligan uji. Hasil

dari penambatan berupa nilai RMSD, nilai energi bebas gibbs (∆G) serta konformasi ligan

dengan format file .pdbqt.

Dari penambatan molekuler yang dilakukan terhadap 36 senyawa turunan kuersetin

diperoleh besaran nilai RMSD dan energi gibbs yang disajikan dalam Tabel 3 berikut ini:

21

Tabel 3. Hasil penambatan molekuler terhadap 36 senyawa turunan kuersetin (nilai RMSD dan energi gibbs)

No Turunan Kuersetin

RMSD ∆G

Energi Gibbs

(kkl/mol)

KI (μM)

No Turunan Kuersetin

RMSD ∆G

Energi Gibbs

(kkl/mol)

KI (μM)

1 ZINC100824387 0 -11.5 0,00 19 ZINC14684664 0 -9.3 0,15

2 ZINC14952519 0 -10.9 0,01 20 ZINC14644557 0 -9.2 0,18

3 ZINC85815592 0 -10.6 0,02 21 ZINC4349687 0 -9.1 0,21

4 ZINC95620386 0 -10.5 0,02 22 ZINC59764324 0 -8.9 0,29

5 ZINC85815508 0 -10.3 0,03 23 ZINC38428701 0 -8.8 0,35

6 ZINC13479087 0 -10.3 0,03 24 ZINC13740559 0 -8.8 0,35

7 ZINC3973253 0 -10.3 0,03 25 ZINC14644472 0 -8.6 0,49

8 ZINC4096846 0 -10.2 0,03 26 ZINC4096845 0 -8.4 0,69

9 ZINC13515662 0 -10.1 0,04 27 ZINC3869685 0 -8.3 0,81

10 ZINC59764611 0 -10.1 0,04 28 ZINC517261 0 -8.3 0,81

11 ZINC95620863 0 -9.9 0,05 29 ZINC84428502 0 -8.3 0,81

12 ZINC100825220 0 -9.9 0,05 30 ZINC14684644 0 -8.0 1,35

13 ZINC100825216 0 -9.9 0,05 31 ZINC4654812 0 -7.8 1,89

14 ZINC14644527 0 -9.7 0,08 32 ZINC84858038 0 -7.8 1,89

15 ZINC100825198 0 -9.5 0,11 33 ZINC6484697 0 -7.6 2,65

16 ZINC4175638 0 -9.5 0,11 34 ZINC6484693 0 -7.4 3,71

17 ZINC4349592 0 -9.5 0,11 35 ZINC84422547 0 -7.3 4,40

18 ZINC100825193 0 -9.4 0,13 36 ZINC100772239 0 -6.0 39,54

Hasil penambatan terhadap 36 senyawa turunan kuersetin sebagaimana yang

disajikan pada tabel 3 di atas menunjukkan bahwa turunan kuersetin dengan kode

ZINC100824387 memiliki energi bebas gibbs (∆G) paling kecil yaitu -11,5 kkl/mol

dengan RMSD (Root Mean Square Deviation) adalah 0 (nol) . Energi gibbs (∆G)

menunjukkan kekuatan ikatan antara ligan dengan makromolekul atau protein, semakin

negatif nilai energi tersebut maka semakin besar nilai ikatan yang terbentuk antara ligan

22

dan reseptor pada makromolekul (Artinda, 2016; Pradiana, 2019) sedangkan nilai RMSD

(Root Mean Square Deviation) menunjukkan nilai jarak atom pada suatu konformasi

dengan atom terdekat yang memiliki tipe yang sama dengan atom tersebut pada

konformasi lain. Semakin kecil nilai RMSD menunjukkan semakin baik posisi ligan yang

terbentuk karena mendekati konformasi asal ligan tersebut (Ferencz and Lucia, 2015).

Secara umum nilai konstanta inhibisi (Ki) menunjukkan konsentrasi yang

diperlukan ligan dalam menghambat suatu makromolekul atau protein.Semakin kecil

nilai konstanta inhibisi (Ki) maka semakin bagus juga ligan tersebut (Nurfitriyana, 2010).

Nilai konstanta inhibisi dihitung dengan menggunakan rumus (Morris et al., 1998):

Ki = Kd = exp(∆G/RT)

Keterangan:

∆G = Energi bebas gibbs (kal/mol)

R = Konstanta Gas (1.986 kal/mol)

T = Suhu (25oC = 298 Kelvin)

Dengan menggunakan persamaan diatas didapatkan hasil nilai konstanta inhibisi

masing-masing senyawa turunan kuersetin dan disajikan dalam Tabel 3 dan dapat

dikatakan bahwa sebagian besar senyawa turunan kuersetin memiliki konformasi

medekati ligan asli dan berpotensi menjadi inhibitor protease HIV-1 dilihat dari besarnya

energi bebas gibbs dan konstanta inhibisi dari senyawa-senyawa tersebut.

D. Perbandingan interaksi kuersetin dan darunavir terhadap protease HIV-1

Menurut Ko et al. (2009) flavonoid yang tergabung dalam kelompok flavanol,

isoflavon atau flavanon cenderung menghambat reverse transcriptase atau protease dan

pada penelitian lainnya didapatkan hasil bahwa kuersetin memiliki aktivitas

penghambatan HIV-1 sebesar ≥ 64% (Pasetto et al., 2014).

Dari hasil penambatan yang dilakukan didapatkan 22 senyawa turunan kuersetin

memiliki energi gibbs sama dengan lebih kecil dari ligan aslinya (Darunavir) yang

menunjukkan potensi dari kuersetin sebagai kandidat obat protease HIV. Hasil

penambatan di analisis dengan menggunakan program Discovery Studio 2019 atau

23

LigPlot ++ sehingga dapat dianalisis interaksi yang terjadi antara ligan dan reseptor

protease HIV-1 serta residu yang ada di sekitar permukaan protein yang mengalami

interaksi. Perbandingan interaksi yang terjadi pada hasil penambatan ligan asli

(Darunavir) dengan hasil penambatan senyawa turunan kuersetin disajikan pada tabel 4

berikut ini:

Tabel 4. Perbandingan Interaksi Darunavir dengan Senyawa Turunan Kuersetin

No Turunan

Kuersetin

Energi

Gibbs

Ikatan

Hidrogen

Interaksi Van der

walls

Pi-

Sigma/

Pi-anion

Pi-Alkyl

1 Darunavir -8,9 Asn25A,

Gly48B

Leu23B, Asn25B,

Gly27A, Gly27B,

Ala28A, Asp29A,

Val32A, Val32B,

Ile47A, Ile47B,

Gly48A, Gly49A,

Gly49B, Ile50B,

Thr80B, Pro81B,

Thr82B, Val84A

Ala28B,

Ile50A

Pro81A,

Val84B

2 ZINC10082

4387

-11.5 Asn25A,

Asn25B,

Gly27A,

Asp30A,

Thr82B

Gly49A, Leu23B,

Asn83B, Thr80B,

Gly27B, Thr80A,

Val32A, Thr31A,

Leu76A, Ile47A

Ala28A Ile50A,

Ile50B,

Pro81B,

Val84A,

Val84B

3 ZINC14952

519

-10.9 Asn25A,

Asp29A

Asp30A, Val32A,

Gly49A, Gly49B,

Val32B, Val84B,

Ala28B, Asn25B,

Gly27B, Val84A,

Gly27A

- Ala28A,

Ile47A,

Ile50A,

Ile50B

4 ZINC85815

592

-10.6 - Thr82A, Val84A,

Thr80A, Ala28A,

Asn25B, Asn25A,

Pro81B, Gly27A,

Thr80B, Val84B,

Ile50A, Thr82B,

Gly48B, Val32B,

Ile47B, Ala28B,

Ile50B

- -

24

No Turunan

Kuersetin

Energi

Gibbs

Ikatan

Hidrogen

Interaksi Van der

walls

Pi-

Sigma/

Pi-anion

Pi-Alkyl

5 ZINC95620

386 -10.5

Asp30A,

Gly48A

Pro81B, Thr82B,

Gly49A, Leu23B,

Thr80B, Val84B,

Ile50A, Gly27A,

Ile50B, Val32A,

Asp29A, Arg8B

Ala28A Ile47A

6 ZINC85815

508

-10.3 Ile50A,

Arg8B,

Thr82A,

Gly48A

Pro81B, Val84B,

Gly27A, Gly49A,

Ile47A, Asn25A,

Thr80A, Leu23A,

Gly49B, Asp29A,

Gly27B, Ala28B,

Thr82B, Asn25B

- Ile50B,

Ala28A,

Val84A,

Pro81A,

Leu23B

7 ZINC13479

087

-10.3 Ile50A,

Asn25A,

Gly27B,

Gly48A

Gly48B, Pro81A,

Thr82A, Leu23A,

Asp30A, Leu76A,

Ile47A, Gly49A,

Ile50A, Asn25B,

Ala28B, Val84B,

Pro81B, Thr82B,

Gly27A

- Ala28A,

Val32A,

Val84A

8 ZINC39732

53

-10.3 Asn25A,

Ile50B,

Thr82B,

Gly48A

Asp30A, Asn25B,

Val32A, Gly48B,

Ile47B, Ala28B,

Gly49B, Val32B,

Pro81A, Gly27B,

Val84A, Val84B,

Thr80B, Gly49A,

Gly27A

Asp29A Ile47A,

Ala28A,

Pro81B,

Ile50A

9 ZINC40968

46

-10.2 Asn25A,

Asn25B,

Gly27B

Arg8B, Leu23B,

Thr82B, Gly48B,

Ala28B, Gly49B,

Leu23A, Pro81A,

Ile50B, Thr82A,

Val84A, Ala28A,

Gly27A, Gly49A,

Ile47A

Asp29A Ile50A,

Val84B

10 ZINC13515

662

-10.1 Asp29A,

Ile50B

Leu46A, Thr82,

Pro81, Ile50A,

Gly49A, Val32A,

Ala28A, Ile47A,

Asp30A, Gly48A

- -

25

No Turunan

Kuersetin

Energi

Gibbs

Ikatan

Hidrogen

Interaksi Van der

walls

Pi-

Sigma/

Pi-anion

Pi-Alkyl

11 ZINC59764

611

-10.1 Ile50A Gly49A, Asn25B,

Gly27A, Val84B,

Ala28B, Asp29B,

Gly48B, Asp30B,

Gly49B, Asn25A,

Gly27B

- -

12 ZINC95620

863

-9.9 Thr80A Val84, Ile50B,

Pro81B, Thr82B,

Val84B, Ile50A,

Gly48A, Gly49A,

Ala28A, Asp30A.

Val32A

- -

13 ZINC10082

5220

-9.9 - Asp30A, Gly48A,

Val32A, Val84A,

Ile50B, Thr80A,

Pro81A, Thr82A,

Asn25A, Thr82B,

Val84B, Pro81B,

Gly27A, Ile50A,

Gly49A, Ala28A,

Ile47A

- -

14 ZINC10082

5216

-9.9 Asp29A,

Asp30A,

Thr82A

Ile47A, Gly49B,

Ile50B, Val32A,

Gly27B, Leu23A,

Pro81A, Thr80A,

Val84A, Asn25A,

Asn25B, Val32B,

Thr80B, Pro81B,

Thr82B, Gly27A,

Gly49A

Ala28A Ile50A,

Ala28B,

Val84B

15 ZINC14644

527

-9.7 Gly48B Ile47B, Asn25B,

Val32B, Val84B,

Thr80B, Pro81B,

Leu23B, Thr82B,

Gly48A, Gly27A,

Gly49A, Asp29A,

Ile47A, Asp30A,

Val32A, Val84A,

Asn25A, Gly49B

Ile50A Ala28A,

Ile50B

26

No Turunan

Kuersetin

Energi

Gibbs

Ikatan

Hidrogen

Interaksi Van der

walls

Pi-

Sigma/

Pi-anion

Pi-Alkyl

16 ZINC10082

5198

-9.5 Asn25B,

Asp29A,

Asp30A

Gly27A, Gly27B,

Val84B, Val32B,

Gly48B, Ile47B,

Gly49B, Gly49A,

Gly48A, Ala28A,

Ile47A, Ala28A,

Val32A, Val84A

Ile50A Ala28B,

Ile50B

17 ZINC41756

38

-9.5 Ile50B,

Asp29A,

Asp30A,

Gly48A

Gly48B, Pro81A,

Gly49B, Asn25B,

Ile50B, Asn25A,

Gly27B, Gly27A,

Ala28A, Ile47A,

Val32A, Val84A,

Gly49A, Val32B,

Asp30B, Leu76B

Ala28B Ile47B,

Ile50A

18 ZINC43495

92

-9.5 Ile50A Val84A, Asn25A,

Gly49A, Pro81B,

Arg8B, Leu23B,

Arg87A, Gly48A,

Gly27A, Ile47A,

Ala28A, Asp30A,

Val32A, Ile50B,

Pro81A, Gly49B,

Gly27B, Ala28B

Thr82B,

Asp29

-

19 ZINC10082

5193

-9.4 Gln58B,

Thr74B,

Gln92B,

Asp30B,

Asp29B,

Arg87B,

Leu5A

Lys45B, Thr91B,

Trp6A, Asn88B,

Gln61B, Gly73B,

Ile72B, Leu89B,

Asp60B

- -

20 ZINC14684

664

-9.3 Asn25A,

Asn25B,

Gly27A,

Thr82A

Leu23B, Gly49A,

Ala28A, Val84A,

Ile50B, Leu23,

Arg8A, Asp29B,

Gly48B, Pro81A,

Gly49B, Thr80B

- Val84B,

Ile50A,

Pro81B,

Ala28B

27

No Turunan

Kuersetin

Energi

Gibbs

Ikatan

Hidrogen

Interaksi Van der

walls

Pi-

Sigma/

Pi-anion

Pi-Alkyl

21 ZINC14644

557

-9.2 Asp29A,

Asp30A,

Thr82A,

Ile50B

Gly49B, Gly48B,

Thr82B, Pro81B,

Val84B, Asn25B,

Leu23B, Gly49A,

Asn25A, Val32A,

Thr31A, Leu76A,

Ile47A, Thr80A

Ala28A,

Pro81A,

Val84A

22 ZINC43496

87

-9.1 Gly27A,

Asn25B,

Asp29A,

Gly48A

Leu23B, Thr82B,

Ala28A, Pro81B,

Gly49A, Ile47A,

Asp30A, Val84A,

Thr80A, Asn25A,

Pro81A, Thr82A

Ile50B Val84B,

Ile50A

23 ZINC59764

324

-8.9 Thr82A,

Asn25B,

Gly48B,

Asn25A

Arg8A,

Gly27A

Ile50A

Gly27B, Pro81A,

Val84A, Gly49B,

Ile50B, Asp29B,

Leu76B, Asp30B,

Val84B, Gly49A,

Ala28A, Leu23B,

Arg87B

- Ala28B,

Ile47B

Tabel 4 di atas menunjukkan perbandingan hasil penambatan Darunavir sebagai

ligan asli dengan hasil penambatan senyawa turunan kuersetin. Pada penambatan

Darunavir terhadap protease HIV-1 didapat hasil energi bebas gibbs (∆G) sebesar -8.9

dengan RMSD sebesar 0 yang berarti terdapat kemiripan struktur yang diukur

berdasarkan jarak atom sejenis. Sedangkan pada hasil penambatan senyawa turunan

kuersetin didapatkan hasil sebanyak 21 senyawa menunjukkan bahwa energi gibbs yang

dimiliki lebih negatif (∆G < -8.9) dibandingkan dengan energi bebas gibbs (∆G) yang

terdapat pada Darunavir sebagai kontrol inhibitor protease HIV-1, senyawa-senyawa

tersebut yaitu kuersetin dengan ZINC100824387, ZINC14952519, ZINC85815592,




ZINC14684664, ZINC14644557, ZINC4349687, ZINC59764324, ZINC38428701, dan

terdapat satu senyawa turunan kuersetin yang memiliki energi gibbs yang besaran energi

28

gibbsnya sama dengan energi yang terdapat pada darunavir (-8.9 kkl/mol) yaitu kuersetin

dengan kode ZINC59764324 sedangkan empat belas senyawa turunan kuersetin lainnya

memiliki afinitas ikatan (energi bebas gibbs) lebih kecil dibandingkan dengan ligan

aslinya (darunavir) sebagaimana yang disajikan pada Tabel Lampiran 2.

Dilihat dari konstanta inhibisinya (Ki), terdapat 21 senyawa turunan kuersetin yang

memiliki nilai lebih kecil dibandingkan dengan nilai konstanta inhibisi (Ki) yang terdapat

pada hasil penambatan Darunavir dengan protease HIV-1. Dimana konstanta inhibisi ini

menunjukkan konsentrasi yang diperlukan ligan dalam menghambat reseptor protease

HIV-1.

Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Pasetto et al. (2014) menunjukkan

bahwa kuersetin memiliki aktivitas penghambatan terhadap HIV-1. Aktivitas

penghambatan dibuktikan dengan semakin negatifnya energi gibbs yang menunjukkan

semakin kuatnya ikatan antara ligan dan reseptor protease HIV-1. Berdasarkan data pada

Tabel 4 di atas, terdapat 22 senyawa turunan kuersetin yang memiliki potensi sebagai

inhibitor protease HIV-1.

Energi bebas gibbs dipengaruhi oleh perubahan entalfi dan entrofi (Morris et al.,

1998), yang berarrti afinitas ikatan yang terjadi tidak lepas dari pengaruh interaksi

molekul-molekul yang terdapat pada permukaan ligan dan reseptor protease HIV-1,

ikatan yang terbentuk dapat berupa ikatan hidrogen ataupun ikatan lain yang saling

mempengaruhi seperti interaksi van der waals dan interaksi-interaksi yang lainnya.

Semakin banyak interaksi yang terjadi maka akan semakin kuat juga afinitas ikatan yang

terbentuk antara ligan dengan reseptor (Bernaldez et al., 2018).

Interaksi yang terjadi antara reseptor protease HIV-1 dengan ligan dianalisa dengan

menggunakan perangkat lunak Discovery Studio 2019. Perangkat lunak ini dipilih selain

penggunaannya yang free, juga dapat memvisualisasikan interaksi baik secara 2 dimensi

maupun visualisasi 3 dimensi.

Perbandingan interaksi yang terjadi antara hasil penambatan terhadap ligan asli

(Darunavir) dengan salah satu ligan uji dapat dilihat pada Gambar 9 dibawah ini.

29

A: Interaksi yang terjadi pada Darunavir; B: Interaksi pada salah satu senyawa turunan kuersetin kode ZINC100824387

Pada penambatan Darunavir dengan reseptor protease HIV-1 dapat dilihat terdapat

beberapa interaksi yang terjadi diantaranya terdapat dua ikatan hidorgen yang terjadi pada

kedua rantai poliprotein dengan residu asam amino Asn25 pada rantai A dan residu asam

amino Gly48 pada rantai B. Ikatan lain yang terbentuk yaitu ikatan hidrofobik yang

ditandai dengan interaksi van der waals, ikatan pi-sigma, dan pi-alkyl. Interaksi yang

terjadi pada penambatan senyawa turunan kuersetin dengan reseptor protease HIV-1

hampir sama dengan interaksi yang terjadi pada penambatan ligan aslinya, sebagian besar

ditemukan ikatan hidrogen, interaksi van der waals, ikatan pi-sigma dan pi-alkyl pada

interaksi senyawa turunan kuersetin dengan reseptor protease HIV-1. Data seluruh hasil

penambatan senyawa turunan kuersetin terhadap resptor protease HIV-1 ini disajikan

pada lampiran tabel 2 dan tabel lampiran 3. Interaksi yang terbentuk antara ligan dengan

reseptor berkontribusi dalam peningkatan afinitas ikatan yang terjadi (Bernaldez et al.,

2018).

Dalam kaitannya sebagai kandidat obat, tidak hanya memperhatikan afinitas energi

serta ikatan yang terjadi antara ligan dengan reseptor, namun perlu diperhatikan juga sifat

fisikokimia untuk menilai dan memperkirakan proses ADME (Absorpsi, Distribusi,

Metabolisme, Eksresi) dari kandidat obat (Price et al., 2009). Penulusuran sifat

fisikokimia dan druglikeness dari ligan asli dan ligan uji dilakukan dengan menggunakan

Gambar 9. Perbandingan Interaksi yang terjadi pada Darunavir dan Senyawa Turunan

Kuersetin

A B

30

webtools SwissADME (http://www.swissadme.ch/index.php) dan hasilnya disajikan pada

Tabel 3 dan Tabel 4.

Tabel 3. Perbandingan sifat fisikokimia darunavir dengan senyawa inhibitor

protease HIV-1

No

Kuersetin

Bobot

molekul

(g/mol)

Akseptor

HB

Donor

HB

Log

P

TPSA

(Å²)

1 Darunavir 547.66 8 3 2.47 148.80

2 ZINC100824387 302.24 7 5 0 131.36

3 ZINC14952519 316.26 7 4 0 120.36

4 ZINC85815592 464.38 12 8 2 210.51

5 ZINC95620386 464.38 12 8 2 210.51

6 ZINC85815508 610.52 16 10 3 269.43

7 ZINC13479087 448.38 11 7 2 190.28

8 ZINC3973253 506.41 13 7 3 216.58

9 ZINC4096846 464.38 12 8 2 210.51

10 ZINC13515662 550.42 15 8 3 253.88

11 ZINC59764611 360.36 7 1 0 83.45

12 ZINC95620863 360.36 7 1 0 83.45

13 ZINC100825220 478.36 13 8 2 227.58

14 ZINC100825216 478.36 13 8 2 227.58

15 ZINC14644527 434.35 11 7 2 190.28

16 ZINC100825198 382.30 10 5 0 183.11

17 ZINC4175638 478.36 13 8 2 227.58

18 ZINC4349592 492.43 12 6 2 188.51

19 ZINC100825193 506.41 13 7 3 216.58

20 ZINC14684664 434.35 11 7 2 190.28

21 ZINC14644557 448.38 11 7 2 190.28

22 ZINC4349687 434.35 11 7 2 190.28

23 ZINC59764324 550.42 15 8 3 253.88

Sifat fisikokimia suatu senyawa sangat penting karena dapat dengan cepat

memperkirakan proses farmakokinetik (ADME) terutama pada penyerapan senyawa obat

oleh tubuh (Daina et al., 2017). ADME mencakup proses penyerapan obat oleh tubuh

(absorption), distribusi obat dalam tubuh (distribution), metabolisme obat didalam tubuh

(metabolism) dan pengeluaran obat dari tubuh (excretion) (Doogue and Polasek, 2013).

http://www.swissadme.ch/index.php

31

Selain itu, suatu senyawa dikatan memiliki permeabilitas tinggi apabila memenuhi 2

kriteria atau lebih dari aturan Lipinski, yaitu pertama bobot molekul tidak lebih dari 500

dalton, koefesien partisi oktanol/air (Log P) kurang dari 5, donor ikatan hydrogen tidak

lebih dari 5, dan akseptor ikatan hidrogen tidak lebih dari 10 (Lipinski et al.); (Benet et

al., 2016).

Tabel 4. Sifat drug likeness senyawa turunan kuersetin

No Kuersetin Kelarutan (Log S)

Penyimpangan hukum Lipinski

Skor Bioavailabilitas

1 Darunavir -4.46 1 0.55

2 ZINC100824387 -3.16 0 0.55

3 ZINC14952519 -3.36 0 0.55

4 ZINC85815592 -3.04 2 0.17

5 ZINC95620386 -3.04 2 0.17

6 ZINC85815508 -3.30 3 0.17

7 ZINC13479087 -3.33 2 0.17

8 ZINC3973253 -3.15 3 0.17

9 ZINC4096846 -3.64 2 0.17

10 ZINC13515662 -3.08 3 0.11

11 ZINC59764611 -3.64 0 0.55

12 ZINC95620863 -3.64 0 0.55

13 ZINC100825220 -3.27 2 0.11

14 ZINC100825216 -3.27 2 0.11

15 ZINC14644527 -3.27 2 0.17

16 ZINC100825198 -3.07 0 0.11

17 ZINC4175638 -3.27 2 0.11

18 ZINC4349592 -3.13 2 0.17

19 ZINC100825193 -3.15 3 0.17

20 ZINC14684664 -2.99 2 0.17

21 ZINC14644557 -3.33 2 0.17

22 ZINC4349687 -3.27 2 0.17

23 ZINC59764324 -3.08 3 0.11

Hasil analisis fisikokimia Darunavir memiliki bobot molekul lebih dari 500 dalton,

tiga donor ikatan hidrogen, akseptor ikatan hidrogen sebanyak delapan dan koefesien

partisi oktanol/air sebesar 2.47 yang berarti terdapat 1 penyimpangan hukum lipinski dan

32

hal tersebut menunjukkan bahwa Darunavir memiliki permeabilitas yang tinggi sebagai

obat.

Hasil analisis fisikokimia terhadap 22 senyawa turunan kuersetin yang memiliki

afinitas ikatan paling negatif dibandingkan dengan ligan asli (Darunavir), diperoleh lima

senyawa memiliki 3 penyimpangan aturan lipinski yaitu senyawa turunan kuersetin

dengan kode ZINC85815508, kuersetin ZINC3973253, kuersetin ZINC13515662,

kuersetin ZINC100825193 dan kuersetin ZINC59764324, dua belas senyawa turunan

kuersetin dengan 2 penyimpangan hukum lipinski yaitu ZINC85815592, ZINC95620386,


ZINC4175638, ZINC4349592, ZINC14684664, ZINC14644557, ZINC4349687 dan 5

senyawa turunan kuersetin yang tidak memiliki penyimpangan hukum lipinski yaitu

kuersetin dengan kode ZINC100824387, ZINC14952519, ZINC59764611,

ZINC95620863, ZINC100825198. Lebih lengkapnya perbandingan druglikeness dan

penyimpangan hukum lipinski antara Darunavir dengan senyawa turunan kuersetin

disajikan dalam tabel 4 berikut.

Molekul yang memiliki kelarutan yang baik merupakan suatu keuntungan dalam

pengembangan obat karena sifat fisikokimia ini sangat penting dalam proses

farmakokinetik (ADME), terlebih untuk obat-obat yang diberikan secara oral dan jenis

obat parenteral harus sangat larut dalam air (Daina et al., 2017). Penilaian kelarutan

dilakukan secara komputasi menggunakan webtools SwissADME dengan metode ESOL

yang dikembangkan oleh Delaney dengan kriteria penilaian tidak boleh lebih dari 6

(Delaney, 2004). Koefisien partisi antara n-oktanol dan air merupakan parameter

lipofilisitas yang merupakan desain senyawa yang sangat penting karena berhubungan

dengan proses absorpsi dan ikatan protein (Ariyanto, 2007) dengan rentan nilai −0,7

sampai 6,0. Pada penelitian ini, baik ligan asli maupun ligan uji (senyawa turunan

kuersetin) memiliki skor tidak lebih dari 6 yang berarti 22 senyawa tersebut tergolong

senyawa yang memiliki kelarutan yang baik.

Bobot molekul dari suatu senyawa sangat mempengaruhi permeabilitas suatu obat.

Selain dipengaruhi oleh bobot molekul, permeabilitas juga dipengaruhi oleh akseptor

ikatan hidrogen dan donor akatan hidrogen. Semakin besar akseptor dan donor ikatan

33

hidrogen maka permeabilitas ligan akan semakin buruk (Lipinski et al.). Sehingga ini

akan mempengaruhi proses dari absorpsi dan distribusi obat itu sendiri.

Topological polar surface area (TPSA) merupakan luas semua permukaan atom

polar dari senyawa obat. Nilai TPSA dapat digunakan untuk optimasi kemampuan obat

menembus membran sel (Pajouhesh and Lenz, 2005).

Setelah di absorpsi tentuanya obat akan di metabolisme dan di distribusikan ke

seluruh tubuh sehingga efek dari pemberian obat tersebut dapat tercapai dan tentunya

proses ini dipengaruhi oleh sifat fisikokimia suatu obat seperti bobot molekul, akseptor

dan donor ikatan hidrogen, TPSA serta sifat kelarutan obat tersebut dan skor ini dapat

ditunjukan oleh nilai bioavailabilitas . Secara umum nilai bioavailabilitas menunjukan

pengukuran laju bahan aktif yang diserap dari suatu obat terhadap tempat aksi (tempat

obat bekerja) dengan skor setidaknya 10% dengan pemberian obat secara oral (Daina et

al., 2017). Dilihat dari Tabel 4 baik ligan asli (darunavir) maupun ligan uji (senyawa

turunan kuersetin) dengan metode komputasi menggunakan SwissADME memiliki nilai

bioavailabilitas > 10%.

Permeabilitas yang tinggi berpengaruh pada proses ekskresi, makin tinggi

permeabilitas sutau zat, maka akan lebih mudah diekskresikan. Sedangkan permeabilitas

itu sendiri dipengaruhi oleh sifat fisikokimia suatu zat (Benet et al., 2016). Dilihat dari

sifat fisikokimia yang disajikan pada Tabel 3 dan sifat druglikeness yang disajikan pada

Tabel 4 dapat dilihat bahwa dari 22 senyawa turunan kuersetin yang memiliki energi

bebas gibbs paling kecil, terdapat 17 senyawa turunan kuersetin memiliki permeabilitas

yang baik, dilihat dari banyaknya penyimpangan terhadap hukum lipinski. Hal ini

menunjukan bahwa 17 belas senyawa turunan kuersetin tersebut memenuhi aturan

lipinski serta memiliki afinitas ikatan energi yang besar sehingga berpotensi sebagai

kandidat inhibitor protease HIV-1.

34

35

BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Hasil penelitian menggunakan metode in silico terhadap 36 senyawa turunan

kuersetin degan reseptor protease HIV-1 memberikan hasil:

1. Terdapat 22 senyawa turunan kuersetin memiliki afinitas energi ikatan yang lebih

besar dibanding dengan ligan asli yaitu Darunavir.

2. Terdapat 17 senyawa turunan kuersetin berpotensi sebagai kandidat inhibitor protease

HIV-1 berdasarkan energi bebas gibbs (∆G) serta pemenuhan aturan lipinksi.

B. Saran

Untuk selanjutnya penelitian ini dapat dilakukan uji in vitro untuk mengetahui

aktivitas senyawa-senyawa hasil analisis in silico terhadap penghambatannya pada

protease HIV-1

36

37

DAFTAR PUSTAKA

Adamson CS, Salzwedel K, Freed EO. 2009. Virus maturation as a new HIV-1

therapeutic target. Expert Opin Ther Targets 13: 895-908

Amelia. 2010. Penapisan in silico beberapa senyawa bahan alam terhadap aktivitas

protease HIV-1. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Sudi

Farmasi Universitas Indonesia

Ariyanto. 2007. Penentuan sifat lipofilisitas senyawa turunan kuinolon secara kimia

komputasi dan analisis hubungan sifat lipofilisitas terhadap aktivitas anti

toksoplasma. ed. FFUSD Yogyakarta

Artinda SA. 2016. Kajian Docking 3-[(Asetiloksi)Metil]-7-[(4-Hidroksi-3-Metoksifenil)

Metilidin]Amino]-8-Okso-5-Thia-1-Azabisiklo[4.2.0]Oct-2-Ene-Asam

Karboksilat Menggunakan Dock6. UMS

Benet LZ, Hosey CM, Ursu O, et al. 2016. BDDCS, the Rule of 5 and drugability.

Advanced drug delivery reviews 101: 89-98

Bernaldez MJA, Billones JB, Magpantay A. 2018. In silico analysis of binding

interactions between GSK983 and human DHODH through docking and

molecular dynamics. AIP Conference Proceedings 2045: 020073

Blood GAC. 2016. Human Immunodeficiency Virus (HIV). Transfus Med Hemother 43:

203-22

Broglia R, Tiana G, Provasi D, et al. 2004. Design of a folding inhibitor of the HIV-1

Protease.

Daina A, Michielin O, Zoete V. 2017. SwissADME: a free web tool to evaluate

pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small

molecules. Scientific reports 7: 42717-

Dallakyan S, Olson AJ. 2015. Small-molecule library screening by docking with PyRx.

Methods Mol Biol 1263: 243-50

Delaney JS. 2004. ESOL: estimating aqueous solubility directly from molecular structure.

J Chem Inf Comput Sci 44: 1000-5

Doogue MP, Polasek TM. 2013. The ABCD of clinical pharmacokinetics. Therapeutic

advances in drug safety 4: 5-7

Ferencz L, Lucia M. 2015. Identification of new superwarfarin-type rodenticides by

structural similarity. The docking of ligands on the vitamin K epoxide reductase

enzyme’s active site. Acta Universitatis Sapientiae: Agriculture and Environment

7

38

FightAIDS@Home. 2014. The AIDS crisis.

http://fightaidsathome.scripps.edu/crisis.html diakses tanggal 12 Desember 2019

Flexner C. 1998. HIV-Protease Inhibitors. New England Journal of Medicine 338: 1281-

93

Ghosh AK, Dawson ZL, Mitsuya H. 2007. Darunavir, a conceptually new HIV-1 protease

inhibitor for the treatment of drug-resistant HIV. Bioorganic & medicinal

chemistry 15: 7576-80

Huang S-Y, Zou X. 2007. Efficient molecular docking of NMR structures: application to

HIV-1 protease. Protein science : a publication of the Protein Society 16: 43-51

Kesehatan PDK. 2018. InfoDATIN Situasi Umum HIV/AIDS dan Tes HIV. ed. KK RI

Ko Y-J, Oh H-J, Ahn H-M, et al. 2009. Flavonoids as potential inhibitors of retroviral

enzymes. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry 52:

321-6

Kumar S, Pandey AK. 2013. Chemistry and Biological Activities of Flavonoids: An

Overview. The Scientific World Journal Volume 2013: 16

Lipinski CA, Lombardo F, Dominy BW, et al.

Mager PP. 2001. The active site of HIV-1 protease. Med Res Rev 21: 348-53

Morris Gm, Goodsell Ds, Halliday Rs, et al. 1998. Automated Docking Using a

Lamarckian Genetic Algorithm and an Empirical Binding Free Energy Function.

Computational Chemistry 19: 1639-62

Negara BA. 2014. Penilaian Hasil Molecular Docking Turunan Diketopiperazin Sebagai

Inhibitor Hiv-1 Protease. ed. FFUM Surakarta

Nurfitriyana F. 2010. Penambatan Molekuler Beberapa Senyawa Xanton dari Tanaman

Garcinia mangostana Linn. pada Protease HIV-1. In Skripsi Program Studi

Farmasi, ed. U Indonesia, pp. 36

Pajouhesh H, Lenz GR. 2005. Medicinal chemical properties of successful central

nervous system drugs. NeuroRx 2: 541-53

Pasetto S, Pardi V, Murata RM. 2014. Anti-HIV-1 activity of flavonoid myricetin on

HIV-1 infection in a dual-chamber in vitro model. PloS one 9: e115323-e

Pradiana M. 2019. Studi in silico aktivitas penghambatan in silico senyawa Turunan

kuersetin terhadap her-2. Fakultas Biologi Universitas Nasional Jakarta

Pratama M. 2016. Studi Docking Molekular Senyawa Turunan Kuinolin Terhadap

Reseptor Estrogen-alpha. 2: 1-7

Price DA, Blagg J, Jones L, et al. 2009. Physicochemical drug properties associated with

in vivo toxicological outcomes: a review. Expert Opin Drug Metab Toxicol 5:

921-31

http://fightaidsathome.scripps.edu/crisis.html

39

Reges M, Marinho MM, Marinho ES. 2018. In Silico Characterization of Hypoglycemic

Agent Phenformin Using Classical Force Field MMFF94. International Journal

of Recent Research and Review Vol. X

Setiawan A. 2009. Analisis in silico Inhibisi Enzim Sitokrom P450 3A4 oleh Senyawa

Golongan Inhibitor HIV-Protease dengan Teknik Moleculer Docking. ed. DFU

Indonesia

Tjay TH, Rahardja K. 2007. Obat-obat penting - Kasiat, Penggunaan dan Efek-efek

sampingnya. Jakarta: PT Elex Media Computindo

WHO. 2018. Summary of the global HIV epidemic in 2018. In WHO Global Health

Observatory data. https://www.who.int/gho/hiv/en/ diakses tangal 12 Desember

2019: WHO

https://www.who.int/gho/hiv/en/

40

41

Lampiran I Gambar Lampiran

Gambar Lampiran 1. Interaksi pada setiap Ligan (ligan asli dan ligan uji)

Darunavir

Kuersetin ZINC3869685





42







43







44







45







46







47


48

49

Lampiran II Tabel Lampiran

Tabel Lampiran 1. Senyawa turunan kuersetin yang diuji

No Kuersetin Rumus Kimia Struktur

1 ZINC100824387 C27H28O17

2 ZINC14952519 C21H20O11

3 ZINC85815592 C39H32O16

4 ZINC95620386 C27H30O16

5 ZINC85815508 C30H26O15

50


6 ZINC13479087 C21H18O13

7 ZINC3973253 C21H20O12

8 ZINC4096846 C27H30O16

9 ZINC13515662 C21H18O13

10 ZINC59764611 C30H26O14

11 ZINC95620863 C21H18O13

51


12 ZINC100825220 C26H28O16

13 ZINC100825216 C27H30O17

14 ZINC14644527 C21H18O13

15 ZINC100825198 C27H30O17

16 ZINC4175638 C21H20O11

17 ZINC4349592 C23H22O13

52


18 ZINC100825193 C26H28O16

19 ZINC14684664 C20H18O11

20 ZINC14644557 C23H24O12

21 ZINC4349687 C21H20O12

22 ZINC59764324 C24H22O15

23 ZINC38428701 C20H18O11

53


24 ZINC13740559 C20H18O11

25 ZINC14644472 C15H10O10S

26 ZINC4096845 C21H20O12

27 ZINC3869685 C15H10O7

28 ZINC517261 C16H12O7

29 ZINC84428502 C27H28O7

54


30 ZINC14684644 C23H22O13

31 ZINC4654812 C24H22O15

32 ZINC84858038 C27H36O7

33 ZINC6484697 C19H20O7

34 ZINC6484693 C19H20O7

35 ZINC84422547 C23H28O7

36 ZINC100772239 C27H30O16

55

Tabel Lampiran 2. Hasil Penambatan Molekuler

No Turunan Kuersetin RMSD Energi Gibbs

(kkl/mol) KI (μM)

1 Darunavir 0 -8.9

2 ZINC100824387 0 -11.5 0,00

3 ZINC14952519 0 -10.9 0,01

4 ZINC85815592 0 -10.6 0,02

5 ZINC95620386 0 -10.5 0,02

6 ZINC85815508 0 -10.3 0,03

7 ZINC13479087 0 -10.3 0,03

8 ZINC3973253 0 -10.3 0,03

9 ZINC4096846 0 -10.2 0,03

10 ZINC13515662 0 -10.1 0,04

11 ZINC59764611 0 -10.1 0,04

12 ZINC95620863 0 -9.9 0,05

13 ZINC100825220 0 -9.9 0,05

14 ZINC100825216 0 -9.9 0,05

15 ZINC14644527 0 -9.7 0,08

16 ZINC100825198 0 -9.5 0,11

17 ZINC4175638 0 -9.5 0,11

18 ZINC4349592 0 -9.5 0,11

19 ZINC100825193 0 -9.4 0,13

20 ZINC14684664 0 -9.3 0,15

21 ZINC14644557 0 -9.2 0,18

22 ZINC4349687 0 -9.1 0,21

23 ZINC59764324 0 -8.9 0,29

24 ZINC38428701 0 -8.8 0,35

25 ZINC13740559 0 -8.8 0,35

26 ZINC14644472 0 -8.6 0,49

27 ZINC4096845 0 -8.4 0,69

28 ZINC3869685 0 -8.3 0,81

56

No Turunan Kuersetin RMSD Energi Gibbs

(kkl/mol) KI (μM)

29 ZINC517261 0 -8.3 0,81

30 ZINC84428502 0 -8.3 0,81

31 ZINC14684644 0 -8.0 1,35

32 ZINC4654812 0 -7.8 1,89

33 ZINC84858038 0 -7.8 1,89

34 ZINC6484697 0 -7.6 2,65

35 ZINC6484693 0 -7.4 3,71

36 ZINC84422547 0 -7.3 4,40

37 ZINC100772239 0 -6.0 39,54

57

Tabel lampiran 3. Interaksi dan Residu Penambatan Darunavir dan Senyawa Turunan Kuersetin

No Turunan

Kuersetin

Ikatan

Hidrogen Interaksi van der waals

Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

Darunavir Asn25A,

Gly48B

Leu23B, Asn25B, Gly27A,

Gly27B, Ala28A, Asp29A,

Val32A, Val32B, Ile47A,

Ile47B, Gly48A, Gly49A,

Gly49B, Ile50B, Thr80B,

Pro81B, Thr82B, Val84A

Ala28B,

Ile50A

Pro81A,

Val84B

1 ZINC100824387 Asn25A,

Asn25B,

Gly27A,

Asp30A,

Thr82B

Gly49A, Leu23B, Asn83B,

Thr80B, Gly27B, Thr80A,

Val32A, Thr31A, Leu76A,

Ile47A

Ala28A Ile50A,

Ile50B,

Pro81B,

Val84A,

Val84B

2 ZINC14952519 Asn25A,

Asp29A

Asp30A, Val32A, Gly49A,

Gly49B, Val32B, Val84B,

Ala28B, Asn25B, Gly27B,

Val84A, Gly27A

- Ala28A,

Ile47A,

Ile50A,

Ile50B

3 ZINC85815592 - Thr82A, Val84A, Thr80A,

Ala28A, Asn25B, Asn25A,

Pro81B, Gly27A, Thr80B,

Val84B, Ile50A, Thr82B,

Gly48B, Val32B, Ile47B,

Ala28B, Ile50B

- -

4 ZINC95620386 Asp30A,

Gly48A

Pro81B, Thr82B, Gly49A,

Leu23B, Thr80B, Val84B,

Ile50A, Gly27A, Ile50B,

Val32A, Asp29A, Arg8B

Ala28A Ile47A

5 ZINC85815508 Ile50A,

Arg8B,

Thr82A,

Gly48A

Pro81B, Val84B, Gly27A,

Gly49A, Ile47A, Asn25A,

Thr80A, Leu23A, Gly49B,

Asp29A, Gly27B, Ala28B,

Thr82B, Asn25B

- Ile50B,

Ala28A,

Val84A,

Pro81A,

Leu23B

6 ZINC13479087 Ile50A,

Asn25A,

Gly27B,

Gly48A

Gly48B, Pro81A, Thr82A,

Leu23A, Asp30A, Leu76A,

Ile47A, Gly49A, Ile50A,

Asn25B, Ala28B, Val84B,

Pro81B, Thr82B, Gly27A

- Ala28A,

Val32A,

Val84A

58

No Turunan

Kuersetin

Ikatan


Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

7 ZINC3973253 Asn25A,

Ile50B,

Thr82B,

Gly48A

Asp30A, Asn25B, Val32A,

Gly48B, Ile47B, Ala28B,

Gly49B, Val32B, Pro81A,

Gly27B, Val84A, Val84B,

Thr80B, Gly49A, Gly27A

Asp29A Ile47A,

Ala28A,

Pro81B,

Ile50A

8 ZINC4096846 Asn25A,

Asn25B,

Gly27B

Arg8B, Leu23B, Thr82B,

Gly48B, Ala28B, Gly49B,

Leu23A, Pro81A, Ile50B,

Thr82A, Val84A, Ala28A,

Gly27A, Gly49A, Ile47A

Asp29A Ile50A,

Val84B

9 ZINC13515662 Asp29A,

Ile50B

Leu46A, Thr82, Pro81,

Ile50A, Gly49A, Val32A,

Ala28A, Ile47A, Asp30A,

Gly48A

- -

10 ZINC59764611 Ile50A Gly49A, Asn25B, Gly27A,

Val84B, Ala28B, Asp29B,

Gly48B, Asp30B, Gly49B,

Asn25A, Gly27B

- -

11 ZINC95620863 Thr80A Val84, Ile50B, Pro81B,

Thr82B, Val84B, Ile50A,

Gly48A, Gly49A, Ala28A,

Asp30A. Val32A

12 ZINC100825220 - Asp30A, Gly48A, Val32A,

Val84A, Ile50B, Thr80A,

Pro81A, Thr82A, Asn25A,

Thr82B, Val84B, Pro81B,

Gly27A, Ile50A, Gly49A,

Ala28A, Ile47A

13 ZINC100825216 Asp29A,

Asp30A,

Thr82A

Ile47A, Gly49B, Ile50B,

Val32A, Gly27B, Leu23A,

Pro81A, Thr80A, Val84A,

Asn25A, Asn25B, Val32B,

Thr80B, Pro81B, Thr82B,

Gly27A, Gly49A

Ala28A Ile50A,

Ala28B,

Val84B

14 ZINC14644527 Gly48B Ile47B, Asn25B, Val32B,

Val84B, Thr80B, Pro81B,

Leu23B, Thr82B, Gly48A,

Gly27A, Gly49A, Asp29A,

Ile47A, Asp30A, Val32A,

Val84A, Asn25A, Gly49B

Ile50A Ala28A,

Ile50B

59

No Turunan

Kuersetin

Ikatan


Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

15 ZINC100825198 Asn25B,

Asp29A,

Asp30A

Gly27A, Gly27B, Val84B,

Val32B, Gly48B, Ile47B,

Gly49B, Gly49A, Gly48A,

Ala28A, Ile47A, Ala28A,

Val32A, Val84A

Ile50A Ala28B,

Ile50B

16 ZINC4175638 Ile50B,

Asp29A,

Asp30A,

Gly48A

Gly48B, Pro81A, Gly49B,

Asn25B, Ile50B, Asn25A,

Gly27B, Gly27A, Ala28A,

Ile47A, Val32A, Val84A,

Gly49A, Val32B, Asp30B,

Leu76B

Ala28B Ile47B,

Ile50A

17 ZINC4349592 Ile50A Val84A, Asn25A, Gly49A,

Pro81B, Arg8B, Leu23B,

Arg87A, Gly48A, Gly27A,

Ile47A, Ala28A, Asp30A,

Val32A, Ile50B, Pro81A,

Gly49B, Gly27B, Ala28B

Thr82B,

Asp29

-

18 ZINC100825193 Gln58B,

Thr74B,

Gln92B,

Asp30B,

Asp29B,

Arg87B,

Leu5A

Lys45B, Thr91B, Trp6A,

Asn88B, Gln61B, Gly73B,

Ile72B, Leu89B, Asp60B

- -

19 ZINC14684664 Asn25A,

Asn25B,

Gly27A,

Thr82A

Leu23B, Gly49A, Ala28A,

Val84A, Ile50B, Leu23,

Arg8A, Asp29B, Gly48B,

Pro81A, Gly49B, Thr80B

- Val84B,

Ile50A,

Pro81B,

Ala28B

20 ZINC14644557 Asp29A,

Asp30A,

Thr82A,

Ile50B

Gly49B, Gly48B, Thr82B,

Pro81B, Val84B, Asn25B,

Leu23B, Gly49A, Asn25A,

Val32A, Thr31A, Leu76A,

Ile47A, Thr80A

Ala28A,

Pro81A,

Val84A

21 ZINC4349687 Gly27A,

Asn25B,

Asp29A,

Gly48A

Leu23B, Thr82B, Ala28A,

Pro81B, Gly49A, Ile47A,

Asp30A, Val84A, Thr80A,

Asn25A, Pro81A, Thr82A,

Gly49B

Ile50B Val84B,

Ile50A

60

No Turunan

Kuersetin

Ikatan


Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

22 ZINC59764324 Asn25A,

Thr82A,

Arg8A,

Asn25B,

Gly27A,

Ile50A,

Gly48A,

Ile50A

Val32B, Ile50A, Ile50B,

Gly49, Gly27A, Leu23A,

Arg8A, Asp29B, Gly27B,

Thr80, Pro81A, Val84,

Gly49, Gly46B, Asn25B,

- Ile47B,

Ala28B

23 ZINC38428701 Asp30A,

Thr82B

Thr82A, Val84A, Gly49B,

Ile50B, Asp30A, Val32A,

Asn25A, Ile47A, Ala20A,

Asp29A, Gly27A, Gly49A,

Pro81B, Thr82, Val84,

Ile50B, Ala28B, Asp29B,

Gly27B

Ala28A Pro81A,

Ile50A,

Pro81B,

Ile47A

24 ZINC13740559 Gly27A Val32A, Ile47A, Ile50B,

Gly49B, Gly27B, Thr82A,

Val84A, Leu23A, Gly48B,

Pro81A, Asn25B, Ala28B,

Ile50A, Ala28A

- -

25 ZINC14644472 Ile50(A),

Ile50(B)

Val84B, Gly49A, Phe53A,

Pro81B, Arg8B, Thr82B,

Leu23B, Gly48A, Ala28A,

Ala28B, Gly27A, Val32A,

Asn25B, Asn25A, Gly49B,

Val84A

- -

26 ZINC4096845 - Asp30B, Asp29B, Ala28B,

Gly48B, Gly27B, Gly49B,

Ile50B, Val84A, Asn25A,

Ala28A, Asp22A, Gly48A,

Ile50A, Gly27A, Gly42A,

Thr82B, Thr60B, Pro81B,

Asn25B, Ile47B, Leu76B,

Val32B

- -

27 ZINC3869685 Gly48B Asp30A, Ale28A, Val32A,

Thr80A, Ile50B, Gly27B,

Gly48A, Thr82A, Val84A,

Asn25A, Ala26B, Gly46B,

Ile47B, Asn25B, Gly27A,

Ile50A, Val34B, Gly49A,

Thr82B, Asp29A, Ile47A

Asp29,

Val84A,

Ile47A

Pro81A,

Ile50A,

Ala28B,

Ala28A,

Ile50B,

Val32A

61

No Turunan

Kuersetin

Ikatan


Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

28 ZINC517261 Asn25A,

Asn25B,

Asp29B

Pro81B, Gly46A, Asp30A,

Gly27A, Gly49A, Ile47A,

Val32A, Ala28A, Ile50B,

Gly27B, Thr62A, Leu23A,

Pro61A, Gly48B, Gly42B,

Val64B, Asn25B, Ala26B,

Ile60A, Leu23B, Thr62B,

Arg8B

Ala28B,

Asp29A

Ile47A,

Pro81A,

Ile50A

29 ZINC84428502 Asp29A,

Gly27B,

Asp30A,

Asp30B

Val32A, Asp30A, Ile50B,

Gly49B, Gly27B, Val32B,

Ile47B, Asp29B, Asp30B,

Gly46B, Val34B, Pro61B,

Ile50A, Ile47A, Gly49A,

Asp29A, Gly27A, Gly48A

Ala28B,

Ile47B

Ala28A,

Ile50B

30 ZINC14684644 Asn25A,

Asp29A,

Gly48A

Asp30A, Ala28A, Ile50B,

Val84A, Gly27B, Ala28B,

Gly48B, Ile47B, Gly49B,

Ile50A, Gly27A, Ile47A,

Gly48A

- Ile50A

31 ZINC4654812 Arg87A,

Arg8B,

Asp29A,

Asp30A

Asn88A, Gln58A, Leu76A,

Lys45A

Thr74A -

32 ZINC84858038 Asp30A,

Gly27A,

Asp29A,

Asp29B

Ile47A, Ile50B,

Val32A,Asn25,

Gly27B,Pro81,

Gly48B,Ala28,

Ile47B,Gly49A,

Gly48A,Ala28A

Ile47A Ala28A,

Ile50B,A

la28B,

Pro81B

33 ZINC6484697 Asn25B,

Gly48A,

Thrs80A

Val84B, Ala28B, Gly27A,

Ile50A, Asn25A, Val84A,

Val32A, Asp29A, Asp30A,

Ile47A, Thr82B, Gly27B

Ile50B,

Ala28A

Val84A

34 ZINC6484693 Asn25A,

Asn25B,

Gly27A,

Gly48B,

Thr82B,

Asp29B

Gly49B, Asp29B, Pro61A,

Ile47B, Gly49A, Thr62B,

Leu23B, Val64B, Gly27B,

Ala26A

Ala28B Ile50A,

Ile50B

35 ZINC84422547 Thr82A,

Gly27B,

Gly48B

Arg8A, Val84B, Ile50A,

Ala28B, Asn25B, Asp29B,

Ala28A, Gly49A, Val32A,

Ala28A Pro81A,

Ile50B,

Val84A,

Ile47A

62

No Turunan

Kuersetin

Ikatan


Pi-

Sigma/P

i-anion

Pi-Alkyl

Ile50B, Asn25A, Leu23A,

Gly48A, Asp30A

36 ZINC100772239 Gly27A,

Gly27B,

Thr82A,

Asp29B

Val64A, Asn25A, Asp29A,

Ile50B, Val32A, Gly49A,

Gly48A, Gly27A, Thr62,

Ile47A, Ale28A, Leu23B,

Asn25B, Pro61A, Ile50A,

Val64B, Gly46B, Arg8A,

Ala26B

- Ile50B,

Ile50A,

Val84B

63

Tabel lampiran 4. Singkatan Asam Amino

No Singkatan Asam Amino

1 Asn Asparagine

2 Gly Glycine

3 Leu Leucine

4 Ala Alanine

5 Asp Aspartic Acid

6 Val Valine

7 Ile Isoleucine

8 Thr Threonine

9 Pro Proline

10 Arg Arginine

11 Lys Lysine

12 Trp Tryptophan

13 Gln Glutamine

Documents

STUDI IN SILICO AKTIVITAS PENGHAMBATAN SENYAWA …