LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA MEDISINAL

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA MEDISINAL Disusun Oleh : Kelompok 5 1. Widia Winati (15040066) 2. Efeline Freliana Zainudin (15040074) 3. Muhammad Harun Al Rasyid (15040076) 4. Syafrika Nurlia Nafitri (15040095) 5. Puspa Sari (15040096) SEKOLAH TINGGI FARMASI MUHAMMADIYAH TANGERANG 2018 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-nya sehingga kami dapat menyusun Laporan Resmi Kimia Medisinal ini dengan baik dan benar, serta tepat pada waktunya. Laporan ini telah dibuat dengan berbagai beberapa bantuan dari teman-teman untuk membantu menyelesaikan dan mengerjakan laporan ini. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada laporan ini. Oleh karena itu kami mengundang pembaca untuk memberikan saran serta kritik yang dapat membangun kami. Kritik konstruktif dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan laporan selanjutnya. Akhir kata semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Tangerang, November 2018 Penyusun i DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I .......................................................................... i ......................................................................................... ii PENDAHULUAN .............................................................. I.1. Latar Belakang I.2. 1 ........................................................ 1 Tujuan Praktikum .................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................... 3 ........................................................ 3 ................................................................. 4 II.1. Tanaman Sukun II.2. Quersetin II.3. Kanker Payudara II.4. Reseptor Estrogen Alfa II.5. Molecular Docking II.6. AutoDockTools II.7. ..................................................... ........................................... 7 .................................................. 8 ........................................................ 8 Chem Office ............................................................. 9 II.8. HyperChem .............................................................. 9 II.9. OpenBabel ............................................................... 10 ..................................................................... 10 ................................................................ 11 II.10. Toxtree BAB III METODOLOGI III.1. Alat dan Bahan Penelitian III.2. Metode Penelitian ....................................... 11 .................................................... 12 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................... IV.1. Penyiapan Makromolekul Protein IV.2. Penyiapan Ligan 14 ...................................................... 15 ........................................ IV.4. Proses Docking dan Visualisasi Hasil 16 ................................... 18 .......................................................................... 19 V.1. Kesimpulan V.2. Saran DAFTAR PUSTAKA 15 ..................... IV.5. Prediksi Toksisitas Senyawa PENUTUP 14 ........................... IV.3. Validasi Metode Docking BAB V 5 .............................................................. 19 ........................................................................ 19 ........................................................................... 20 ii BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Kanker payudara atau Carcinoma Mammae adalah pertumbuhan sel yang tidak terkendali pada kelenjar penghasil susu (lobular), saluran kelenjar dari lobular ke puting payudara (duktus), dan jaringan penunjang payudara yang mengelilingi lobular, duktus, pembuluh darah dan pembuluh limfe, tetapi tidak termasuk kulit payudara (American Cancer Society, 2014). Kanker payudara adalah kanker yang paling sering terjadi pada wanitadan menyerang sekitar satu dari sepuluh wanita diseluruh dunia. The US Centre For Disease Control and Prevention (CDC) melaporkan bahwa pada akhir 2004 bahwa sejumlah 215.990 wanita terkena kanker payudara. Pada tahun 2013, diperkirakan ada 39.260 wanita dan laki-laki meninggal karena kanker payudara (American Cancer Society, 2014). Indonesia merupakan negara tropis yang kaya dengan berbagai tumbuhan. Sekitar 30.000 spesies tumbuhan berkhasiat obat. Tumbuhan tersebut telah banyak dimanfaatkan masyarakat sebagai sumber pangan maupun obat – obatan. Penggunaan tumbuhan sebagai obat di Indonesia telah berlangsung sejak lama dan masyarakat menggunakannya secara turun – temurun berdasarkan pengalaman, masih terbatas tradisional dan belum banyak diketahui kandungan senyawa dan manfaat lainnya (Aryanti dkk, 2005). Daun sukun (Artocarpus altilis) adalah salah satu obat tradisional yang telah banyak dikenal masyarakat Indonesia. Flaonoid, asam hidrosianat, asetilkolin, tannin, rivoflavin, saponin, fenol, quersetin, kaempferol dan kalium merupakan kandungan kimia daun sukun yang berkhasiat sebagai obat penyakit kanker, jantung, ginjal, tekanan darah tinggi, liver, pembesaran limpa, kencing manis dan asma. Senyawa yang 1 2 dapat mengobati kanker adalah flavonoid, dalam hal ini merupakan quersetin (Faisal, 2017). Negara berkembang seperti Indonesia membutuhkan strategi tersendiri agar penemuan obat – obat baru yang berguna bagi masyarakat dapat tercapai namun tidak memakan biaya yang sangat besar. Dewasa ini, metode in silico merupakan metode alternatif dalam upaya penemuan obat baru. Dalam proses pengembangan obat, untuk memprediksi kompleks struktur ligan kecil dengan reseptor yang berupa suatu protein dapat digunakan metode molecular docking (Purnomo, 2013). Penemuan tanaman obat yang berpotensi sebagai antikanker saat ini dapat menggunakan metode molecular docking. Molecular docking dapat membantu skrining in silico untuk memprediksi apakah kandungan kimia bahan aktif dalam tumbuhan tertentu berpotensi sebagai antikanker dengan membandingkan dengan satu senyawa yang sudah diketahui efeknya sebagai antikanker (Purnomo, 2013). Berdasarkan latar belakang diatas, maka dilakukanlah praktikum Studi Senyawa Quersetin dari Tanaman Sukun (Artocarpus altilis) Pada Reseptor Estrogen Alfa Sebagai Antikanker Payudara. I.2. Tujuan Praktikum 1. Untuk mengetahui nilai skor docking senyawa quersetin terhadap reseptor estrogen alfa. 2. Untuk mengetahui apakah senyawa quersetin dari tanaman sukun (Artocarpus altilis) dapat berpotensi sebagai kandidat obat antikanker pada reseptor estrogen alfa. 3. Untuk mengetahui apakah senyawa quersetin memiliki aktivitas karsinogen dan mutagen. BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Tanaman Sukun II.1.1. Klasifikasi Tanaman Sukun (Artocarpus altilis) Menurut Fitriah tahun 2017 menyebutkan bahwa susunan klasifikasi ilmiah sukun adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae Division : Magnoliophyta Class : Magnoliopsida Sub Class : Rosidae Ordo : Rosales Family : Moraceae Genus : Artocarpus Spesies : Artocarpus Altilis (Parkonson) Fosberg Gambar II.1 Tanaman Sukun (Artocarpus altilis) II.1.2. Kandungan Senyawa Aktif Sukun (Artocarpus altilis) Sukun (Artocarpus altilis) merupakan salah satu tanaman yang memiliki kandungan senyawa aktif yang memiliki bermacam – macam kandungan senyawa aktif diantaranya adalah pada daun terdapat senyawa saponin, polifenol, steroid, tanin dan flavonoid. Pada bagian akar dan batang juga terdapat senyawa flavonoid. Dalam 50 mg ekstrak etil asetat metanol daun sukun terdapat kadar flavonoid ekstrak etil asetat sebesar 0.5554% dan ekstrak metanol sebesar 0.3727% (Aprizayansyah 3 4 dkk, 2015). Daun sukun memiliki kadar flavonoid tertinggi pada ekstrak etanol 17.74 mg/kg (Suryanto dan Wehantouw,2009). Sedangkan kadar flavonoid dari fraksi etil hanya berkisar 3.7% (Sabrina dkk, 2013). Salah satu senyawa turunan flavonoid sukun (Artocarpus altilis) yaitu cycloaltilisin 7 yang merupakan senyawa yang termasuk dalam kelas flavanon. Jenis flavonoid ini mirip dengan jenis flavonoid flavon tetapi pada flavanon tidak memiliki ikatan rangkap pada cincin C. Senyawa flavonoid lain yang terkandung pada sukun adalah cycloaltilisin, isocyclomorusin, cyclomorusin, cycloaltilisin, cyclomulberrin, isocyclomul berrin, cyclocommunal, artocarpin, artonin E dan morusin yang termasuk ke dalam kelas flavon. Flavon tidak memiliki gugus 3-hidroksi sehingga berbeda dengan flavanol, kamferol, quercetin dan myricettin merupakan flavonol yang paling sering terdapat sebagai glikosida atau biasanya 3-glikosida dan aglikon flavonol (Hakim, 2010). II.2. Quersetin Quersetin nomenklatur menurut International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) adalah 3,3’,4’,5,7-pentahydroxylflavanone (atau sinonimnya 3,3’,4’,5,7-pentahydroxy-2-phenylchromen-4one), berwarna kuning cemerlang sitrun dan tidak larut sepenuhnya dalam air dingin, sukar larut dalam air panas, tapi cukup larut dalam alkohol dan lemak. Quersetin mempunyai titik lebur 310°C sehingga tahan terhadap pemanasan (Nurfitriani, 2017). Quersetin merupakan suatu molekul serbaguna, contohnya sebagai antioksidan, neurologikal, antivirus, anti inflamasi, hepatoprotektif, melindungi sistem reproduksi tubuh dan agen anti obesitas. Kemampuan flavonoid sebagai antioksidan belakangan ini banyak diteliti, karena 5 flavonoid memiliki kemampuan untuk merubah atau mereduksi radikal bebas dan juga sebagai anti radikal bebas (Nurfitriani, 2017). Gambar II.2 Struktur Kimia Quersetin II.3. Kanker Payudara Kanker adalah suatu kondisi dimana sel telah kehilangan pengendalian dan mekanisme normalnya, sehingga mengalami pertumbuhan yang tidak normal, cepat dan tidak terkendali. Selain itu, kanker payudara didefinisikan sebagai suatu penyakit neoplasma yang ganas yang berasal dari parenchyma. Penyakit ini oleh World Health Organization (WHO) dimasukkan ke dalam International Classification of Diseases (ICD) dengan kode nomor 17. Kanker payudara atau Carcinoma Mammae adalah pertumbuhan sel yang tidak terkendali pada kelenjar penghasil susu (lobular), saluran kelenjar dari lobular ke puting payudara (duktus), dan jaringan penunjang payudara yang mengelilingi lobular, duktus, pembuluh darah dan pembuluh limfe, tetapi tidak termasuk kulit payudara (American Cancer Society, 2014). Kanker Payudara adalah tumor ganas yang menyerang jaringan payudara yang berasal dari kelenjar, saluran kelenjar dan jaringan penunjang payudara. Kanker payudara terjadi karena adanya kerusakan gen yang mengatur pertumbuhan dan diferensiasi sehingga sel ini 6 tumbuh dan berkembang biak tanpa dapat dikendalikan (Mardiana, 2014). Perkembangan sel kanker ini disebut dengan karsinogenesis. Proses karsinogenesis diawali dengan tahap inisiasi. Pada tahap ini terjadi mutasi gen yang menyebabkan perubahan genetik pada sebuah sel somatik. Mutasi gen yang terjadi seperti dilesi, duplikasi ataupun translokasi. Sel yang termutasi ini akan tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan sel normal yang ada disekitarnya. Tahap kedua karsinogenesis adalah tahap promosi. Pada tahap ini sel yang yang mengalami mutasi (abnormal) terstimulasi untuk melakukan proliferasi lebih lanjut hingga mengakibatkan ketidakseimbangan seluler. Tahap ini membutuhkan transformasi yang didorong oleh paparan karsinogen dalam jangka panjang. Ketiga adalah tahap progresi, atau biasa disebut konversi sel pre-neoplastik. Sel pre-neoplastik akan bertransformasi menjadi sel yang ganas (maglinan). Tahap keempat adalah metastatis tumor ketika progresi tumor terus berkembang, sel akan terlepas dari masa tumor dan menginvasi jaringan terdekat. Sel yang lepas tersebut juga akan masuk ke dalam sirkulasi darah dan limfa sehingga masuk kejaringan atau organ lain kemudian berkembang. Hal ini menyebabkan proliferasi sel kanker tidak terkontrol (Devi, 2005). Sel kanker payudara dapat berkembang karena pengaruh hormon estrogen yang berikatan dengan reseptornya. Ada dua bentuk reseptor estrogen yang dibedakan berdasarkan kode genetiknya yaitu estrogen reseptor alfa (ERα) dan estrogen reseptor beta (Erβ). Kedua reseptor tersebut termasuk ke dalam anggota famili reseptor tiroid, sterol, steroid dan asam retinoat. Cabang dari kromosom ke-6 merupakan gen pada manusia yang mengkodekan ERα dan untaian q22-24 kromosom ke-14 merupakan gen yang mengkodekan Erβ (Faustini et al., 1999). Erα bertanggung jawab pada proses estrogen-induces mitogenic signaling sel epitel pada payudara, uterus dan ovarium. Selain itu juga berperan dalam inisiasi dan progresi kanker payudara (Devi, 2005). 7 II.4. Reseptor Estrogen Alfa Reseptor estrogen alfa merupakan reseptor estrogen yang terekspresi banyak di jaringan payudara dan mampu berikatan dengan hormon estrogen. Hormon estrogen merupakan hormon yang produksinya post- tinggi di jaringan payudara pada wanita menopause.Terjadinya ikatan antara hormon estrogen dan ERα menjadi penyebab hampir 70% kanker payudara karena dapat menstimulasi pertumbuhan dan replikasi sel kanker (Fitriah, 2017). Estrogen merupakan hormon steroid yang memiliki 10 atom C. estrogen secara umum memiliki struktur kimia gelang A yang bersifat tidak jenuh dan pada atom karbon nomor 102, 3-4 dan 5-10 terdapat ikatan rangkap serta selalu terdapat gugus OH pada kabon nomor 3. Struktur estrogen dapat dilihat pada gambar II.3. Gambar II.3 Struktur Kimia Estrogen Estrogen terdiri dari estradiol (E2), estriol (E1), dan estrone (E3). Secara biologis, estradiol adalah yang paling aktif. Estradiol memiliki potensi yang lebih kuat dalam menstimulasi replikasi gen daripada estriol dan estrone dengan perbandingan E2:E1:E3=10:5:1 (Fitriah, 2017). Mekanisme kerja estrogen yang terjadi di dalam tubuh tidak lepas dari reseptor estrogen. Hormon estrogen yang berikatan dengan reseptornya akan mempengaruhi jaringan targetnya. Ketika molekul estrogen bersirkulasi di aliran darah maka akan berikatan pada sel yang memiliki reseptor estrogen sehingga menimbulkan efek pada jaringan tersebut. Konformasi tidak aktif di sitoplasma, namun ketika estrogen datang dan berikatan dengan reseptornya maka akan terbentuk ikatan 8 kompleks yang merubah konformasi reseptor tersebut menjadi aktif menuju nukleus. Ikatan kompleks tersebut akan berikatan dengan rangkaian estrogen response element (ERE) yang terletak pada promoter gen target dan mengaktifkan kompleks protein ko-aktivator SRC-3 mengaktifkan transkripsi gen yang memicu replikasi sel (Fitriah, 2017). II.5. Molecular Docking Penambatan molekul (molecular docking) adalah metode komputasi yang bertujuan meniru peristiwa interaksi suatu molekul ligan dengan protein yang menjadi targetnya pada uji in vitro. Dalam proses pengembangan obat, untuk memprediksi kompleks struktur ligan kecil dengan protein, yang disebut docking protein-ligan, secara luas digunakan dalam pemilihan virtual database besar dan dalam optimasi terbaik. Berdasarkan struktur protein, struktur ligan dan fungsi penilaian. Tujuan docking adalah menemukan konfirmasi energi ligan rendah di situs pengikatan protein yang sesuai dengan minimum penilaian fungsi global (Purnomo,2013). Molecular docking akan menghasilkan skor yang sebanding dengan energj total ikatan protein ligan. Dengan sebanding dengan energi total ikatan protein ligan. Dengan membandingkan skor suatu senyawa dengan senyawa lainnya, maka akan dapat dijelaskan mengapa senyawa yang satu lebih poten dibandingkan senyawa lainnya. Makin kecil skor suatu hasil docking berarti kompleks protein-ligan makin stabil sehingga ligand (senyawa) makin poten. Dengan visualisasi maka akan terlihat asam amino apa saja yang berperan dalam menjaga stabilitas senyawa tersebut pada reseptornya (Purnomo,2013). II.6. AutoDockTools Auto Dock merupkan program penambahan molekuler yang efektif yang secara cepat dan akurat dapat dengan memprediksi kompormasi dan energi dari suatu ikatan antara ligand an garget makromolekul. Autodock 9 terdiri dari program utama, yaitu Auto Dock dan Autogrid. Auto Dock melakukan penambahan molekuler ligan protein target dengan sel grid yang telah terdiskripsi. Pendeskripsian ini sebelumnya dilakukan oleh Autogrid. Untuk memungkinkan pencarian konformasi, Auto Dock membutuhkan ruang pencarian dalam sistem koordinat dimana ligan akan dianggap akan terikat (Pujiasih, 2017). II.7. Chem Office Chem office adalah program yang memungkinkan para ilmuwan dan peneliti untuk menangkap, menyimpan dan mengambil berbagi data dan informasi reaksi, bahan dan sifat dari senyawa. Chem Draw merupakan salah satu program aplikasi dari Chem Office, untuk menggambar struktur 2D dalam bidang ilmu kimia, terutama organik, biokimia dan polimer. Chem Draw merupakan program aplikasi untuk menggambar yang dilengkapi dengan Tools sehingga pengguna dapat dengan mudah membuat gampang yang diinginkanya hanya dengan mengklik Tools tersebut. Struktur yang dapat digambar secara langsung, seperti strukur cicin benzena, siklopentana, sikloheksana, dan senyawa siklis yang lain, juga struktur asam amino, DNA, dan RNA yang terdapat dalam template (Pujiasih, 2017). II.8. Hyperchem Hyperchem merupakan program dasar dalam molecular modeling. Perangkat lunak ini dapat digunakan untuk menggambar struktur kimia, optimasi geometri dengan berbagai macam model perhitungan mekanika molekuler. Perhitungan mekanika molekuler menggunakan medan gaya MM+, AM-BER, BIO+, atau OPLS, sedangkan mekanika kuantum semiempiris meliputi extended Huckel, CNDO, INDO, MINDO3, AMI, PM3, ZINDO/I, dan ZINDO/S. selain itu perangkat lunak ini dapat digunakan untuk menata kembali molekul dengan memutar atau menggeser posisi molekul tersebut (Pujiasih, 2017). 10 II.9. OpenBabel OpenBabel merupakan suatu program yang digunakan untuk memproses suatu data kimia umumnya dalam pengubahan format atau representasi berkas senyawa kimia. OpenBabel juga menyediakan berbagai fungsi mulai dari pencarian konformer dan penggambaran 2D, konversi batch, serta pencarian kesamaan dan sub struktur (Pujiasih, 2017). II.10. Toxtree Toxtree merupakan salah satu program yang dapat digunakan untuk analisis toksikologi in silico yang mampu memprediksikan toksisitas berdasarkan penerapan decision tree untuk memperkirakan mutagenitas dan karsinogenitas didasarkan pada Benigni/Bossa rulebase, Structure Alerts untuk uji in vivo mikronukleus pada hewan pengerat (uji mutagenitas secara in vivo pada tikus), toksisitas umum, toksisitas terhadap perkembangan, serta mutagenitas dan karsinogenitas. Senyawa yang diprediksi dengan Toxtree dikelompokkan dalam kelas – kelas (Suryasaputra, 2015). BAB III METODOLOGI III.1. Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini berupa perangkat keras dan perangkat lunak. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu senyawa yang diuji dan senyawa pembanding serta reseptor dalam bentuk protein. III.1.1. Perangkat Keras Komputer Perangkat keras yang digunakan yaitu Netbook ASUS X201E dengan spesifikasi Intel ® Celeron® CPU 1007U @ 1.50GHz, RAM 4.00 GB, Windows 8.1, 64-bit Operating System. III.1.2. Perangkat Lunak Komputer Perangkat lunak yang digunakan yaitu Chem Office 2004 (ChemDraw dan Chem 3D Ultra), Hyperchem, AutoDockTools, OpenBabel dan Toxtree. III.1.3. Senyawa Uji Senyawa uji yang digunakan yaitu quersetin dari tanaman sukun (Artocarpus altilis) dan estradiol sebagai pembanding. III.1.4. Reseptor Data struktur 3D Kristal reseptor yang digunakan untuk analisis molecular docking diperoleh dari situs Protein Data Bank (PDB) (http://www.rscb.org/pdb/). Reseptor yang digunakan untuk memprediksi aktivitas antikanker payudara yaitu reseptor estrogen alfa dengan kode PDB A128. 11 12 III.2. Metode Penelitian III.2.1. Preparasi Ligan Ligan atau senyawa uji quercetin dibangun menggunakan perangkat lunak Chem Office 2004 (ChemDraw dan Chem 3D Ultra). Kemudian dilakukan optimasi geometri menggunakan HyperChem versi 8.03. dengan metode Semi Empirik (PM3). III.2.2. Preparasi Reseptor Reseptor yang digunakan diunduh dari Protein Data Bank. Reseptor yang berupa makromolekul protein dipisahkan dari molekul lain yang tidak diperlukan beserta ligannya. Pemisahan dilakukan menggunakan AutodockTools–1.5.6. Optimasi dilakukan dengan penambahan atom hidrogen dan Kollman Charges. III.2.3. Validasi Metode Docking Validasi metode docking dilakukan dengan metode redocking menggunakan ligan ko-kristal yang terdapat pada masing – masing reseptor yang diunduh dari Protein Data Bank. Parameter yang digunakan untuk menilai validitas yaitu nilai RMSD yang merupakan nilai simpangan posisi ruang ligan hasil docking dibandingkan dengan posisi ligan hasil kristalografi. III.2.4. Docking Ligan Uji terhadap Reseptor Pengaturan grid box parameter dilakukan dengan menggunakan AutodockTools-1.5.6. dimensi ditentukan berdasarkan ukuran masing – masing ligand an koordinat grid box ditentukan berdasarkan koordinat ligan ko-kristal dari file reseptor yang digunakan. Parameter yang digunakan yaitu Genetic Algorithm dengan jumlah GA runs sebanyak 10 kali. 13 III.2.5. Analisa dan Visualisasi Hasil Docking Penentuan konformasi ligan hasil docking (pose terbaik) dilakukan dengan konformasi ligan yang memiliki energi ikatan paling rendah. Hasil docking dengan pose terbaik kemudian dianalisa menggunakan Autodock 4.2.6. parameter yang dianalisa meliputi residu asam amino, ikatan hidrogen, konstanta inhibisi prediksi, dan energi bebas ikatan. III.2.6. Prediksi Toksisitas Senyawa Pengujian toksisitas senyawa dilakukan dengan program Toxtree-2.0. Toksisitas yang diujikan meliputi aktivitas karsinogen dan mutagen pada manusia. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1. Penyiapan Makromolekul Protein Langkah awal sebelum melakukan proses penambatan molekul adalah penyiapan makromolekul protein dan ligan yang akan digunakan. Pada tahap penyiapan reseptor, struktur makromolekul yang digunakan diunduh dari protein data bank dengan situs http://rcsb.org/. Identitas reseptor estrogen alfa yang dipilih adalah 1A28. Gambar IV.1 Struktur Protein 1A28 Makromolekul tersebut kemudian dioptimasi dengan software AutoDockTools-1.5.6. pengoptimasian dilakukan agar makromolekul dapat menyesuaikan dengan lingkungan yaitu dengan adanya penambahan atom hidrogen dan pengaturan grid box parameter. Penambatan atom hidrogen (protonasi) ini bertujuan untuk menyesuaikan suasana docking agar mendekati suasana pada pH 7, sedangkan pengaturan grid box untuk menentukan ruang penambatan ligan yang akan di-docking. Ruang tambat ligan ditentukan dengan merujuk kepada ligan asli yang sudah ditambat dengan makromolekul protein pada saat diundur, yaitu Estradiol. Parameter grid box meliputi koordinat x, y dan z untuk mengatur letak parameter box pada makromolekul protein. Ukuran x, y, z dan 14 15 spacing (angstrom) untuk menentukan besar kecilnya grid box ruang penambatan ligan tersebut. Hasil pengaturan yang diperoleh pada senyawa Quersetin yaitu 40x40x40 dengan center x = 22.853, center y = 10.139, center z = 60.282 dan spacing 0.375 Å. IV.2. Penyiapan Ligan Ligan – ligan yang digunakan pada penelitian ini yaitu senyawa quersetin dari tanaman sukun sebagai ligan uji dan estradiol sebagai ligan pembanding. Ligan yang akan digunakan dibangun dalam bentuk struktur 2D menggunakan program ChemDraw Ultra 8.0 dengan format .cdk. Kemudian diubah menjadi struktur 3D menggunakan program Chem3d Ultra dengan format .mol. Gambar IV.2 Struktur Senyawa: Estradiol (kiri), Quersetin (kanan) Langkah berikutnya yaitu melakukan optimasi geometri yang dilakukan menggunakan metode Semi Empirik PM3 dengan program Hyperchem. Proses optimasi geometri dilakukan untuk menghasilkan energi molekul terendah. Kemudian format ligan tersebut dirubah menjadi .pdb menggunakan program OpenBabel agar dapat dibaca dengan program AutoDock untuk selanjunya dilakukan pengoptimasian ligan. IV.3. Validasi Metode Docking Proses validasi dilakukan dengan membandingkan antara posisi ligan asli estradiol terhadap reseptor estrogen alfa yang telah diuji eksperimental dengan posisi ligan yang sama. Validasi dilakukan pada kalkulasi sumbu x, y dan z pada masing – masing koordinat: 22.853 x 16 10.139 x 60.282 Å dan resolusi grid 0.375 Å pada kondisi ligan fleksibel. Kondisi ligan fleksibel menunjukkan ligan memungkinkan penyesuaian struktur demi mencapai struktur yang stabil saat berikatan dengan reseptor. Hal ini untuk menentukan ikatan – ikatan aktif yang dapat diputar selama proses docking berlangsung, sehingga dapat mengurangi kinerja dan waktu yang diperlukan. Dasar yang digunakan untuk memberikan penilaian proses validasi adalah nilai Root Mean Square Deviation (RMSD). Metode yang digunakan dikatakan valid jika nilai RMSD yang diperoleh kurang dari 2 Å. Berdasarkan hasil validasi ligan asli estradiol diperoleh nilai RMSD 0.59 Å. Nilai RMSD yang kecil menunjukkan bahwa konformasi antara ligan dan protein yang terbentuk stabil, sedangkan nilai RMSD yang besar (>2) menunjukkan kurang stabilnya kompleks yang terbentuk. IV.4. Proses Docking dan Visualisasi Hasil Pengujian ligan uji quersetin dan ligan pembanding estradiol dilakukan melalui proses docking terhadap reseptor estrogen alfa. Proses docking dilakukan menggunakan grid box 40x40x40. Docking senyawa quersetin dan estradiol pada grid box 40x40x40 menghasilkan nilai energi sebesar -7.44 Å dan -11.79 Å. Quersetin memiliki energi lebih tinggi dibanding estradiol, maka quersetin tidak dapat menghambat estradiol untuk berikatan dengan reseptor estrogen alfa. Quersetin juga memiliki nilai Ki yang lebih besar daripada estradiol, semakin tinggi nilai Ki maka konsentrasi senyawa yang dibutuhkan untuk menghambat aktivitas reseptor pun semakin tinggi pula. Hasil docking senyawa uji quersetin dan pembanding estradiol dapat dilihat pada tabel IV.1. 17 Tabel IV.1 Hasil Docking Senyawa uji dan pembanding pada grid box 40x40x40 Senyawa Ki Energi Ikatan Residu Terdekat Reseptor Ligan Ikatan Hidrogen (kkal/mol) Quersetin Estradiol 3.54 μM 2.8 nM -7.44 Å -11.79 Å ARG766, ASN719, GLN725, LEU718, LIG1:H, LEU763, MET756, MET759, PHE778 LIG1:H ARG766, CYS891, GLN725, LEU797, GLN725:HE22 MET756, MET759, TRP755, TYR890 Gambar IV.3 Hasil interaksi quersetin dengan reseptor estrogen alfa pada grid box 40x40x40 Interaksi senyawa quersetin dengan reseptor estrogen alfa menunjukkan beberapa residu asam amino yang berdekatan dan sama antara senyawa quersetin dan estradiol yaitu ARG766, GLN725, MET756 dan MET759 seperti yang terlihat pada Tabel IV.1. Terlihat adanya 2 ikatan hidrogen yang terbentuk antara ligan quersetin dengan reseptor estrogen alfa, adanya ikatan hidrogen menunjukkan kestabilan konformasi pada interaksi antara ligan quersetin dengan reseptor estrogen alfa. 18 IV.5. Prediksi Toksisitas Senyawa Pengujian toksisitas senyawa quersetin dilakukan dengan program Toxtree-2.1.0. Toksisitas yang diujikan meliputi aktivitas karsinogenitas dan mutagenitas pada manusia. Hasil pengujian mengindikasian bahwa quersetin tidak memiliki aktivitas karsinogen dan mutagen pada manusia yang terlihat pada bagian Toxic Hazard pada bagian kolom yang berwarna biru dan ungu. Penyebab sifat karsinogen dan mutagen suatu senyawa dilihat dari tabel Verbose Explanation yang menunjukkan gugus – gugus tertentu yang menjadi indikator penentuan sifat karsinogen dan mutagen. Hasil pengujian dapat dilihat pada gambar IV.4. Gambar IV.4 Pengujian Toksisitas Senyawa (Karsinogenitas dan Mutagenitas) BAB V PENUTUP V.1. Kesimpulan 1. Nilai skor docking senyawa quersetin terhadap reseptor estrogen alfa pada gridbox 40x40x40 yaitu -7.44 Å. 2. Senyawa quersetin diprediksi tidak dapat berpotensi sebagai kandidat obat baru sebagai antikanker pada reseptor estrogen alfa karena memiliki skor docking yang lebih tinggi dibanding ligan bawaan reseptor estrogen alfa. 3. Senyawa Quersetin tidak memiliki aktivitas karsinogen dan mutagen pada manusia. V.2. Saran Perlu dilakukan studi molecular docking senyawa quersetin menggunakan reseptor kanker payudara yang berbeda untuk mengetahui mekanisme kerja senyawa quersetin dalam mengobati kanker payudara. 19 DAFTAR PUSTAKA American Cancer Society. 2014. Cancer Facts and Figures 2014. Atlanta: American Cancer Society. Aprizayansyah, Aditya, dkk. 2015. Aktivitas Penurunan Kadar Glukosa Ekstrak Daun Sukun (Artocarpus altilis) Secara In Vitro dan Korelasinya Terhadap Kandungan Flanovoid. Jurnal Penelitian Farmasi. Aryanti, Ermayanti, dkk. 2005. Isolasi Senyawa Antikanker dari Akar Berambut Artemisia Cina dan Aktivitas Inhibisinya Terhadap Sel Kanker Mulut Rahim. Majalah Farmasi Indonesia. Hal. 192-196. Devi, P.U. 2005. Basics of Carcinogenesis. Health Administrator. 16 (1): 16-24 Faisal. 2017. Studi Penambatan Molekuler Senyawa Flavonoid dari Daun Sukun (Artocarpus altilis) Pada Enzim HMG-CoA Reduktase. Skripsi. Sekolah Tinggi Farmasi Muhammadiyah Tangerang. Fitriah, Aida. 2017. Analisis Interaksi Senyawa Flavonoid Sukun (Artocarpus altilis) Terhadap Reseptor Estrogen Alfa (Erα) Secara In Silico Sebagai Model Kandidat Antikanker Payudara. Skripsi. Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Hakim, A. 2010. Diversity of Secondary metabolites from Genus Artocarpus (Moraceae). Bioscience.Vol.2. No.3. Mardiana. 2013. Daun Ajaib Tumpas Penyakit. Jakarta: Penebar Swadaya. Nurfitriani, Rizka. 2017. Respons Kalus Beberapa Varietas Apel Terhadap Konsentrasi Asam Amino Fenilalanin yang Berbeda Sebagai Prekursor Metabolit Sekunder Quersetin. Tesis. Universitas Muhammadiyah Malang. Pujiasih, Endah. 2017. Studi Molecular Docking Senyawa Allicin pada Bawang Putih (Allium sativum L.) Sebagai Antihipertensi. Skripsi. Sekolah Tinggi Farmasi Muhammadiyah Tangerang. 20 Purnomo, Hari. 2013. Kimia Komputasi: Uji In Silico Senyawa Antikanker. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Sabrina, dkk. 2013. Solubility Enhancement of Ethyl Acetate Fraction of The Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg Leaves with Addition of βCyclodextrin-HPMC by Using Kneading Method. Valerasi. Vol. 3 No. 2. Suryanto, Edi dan Frenly Wehantouw. 2009. Aktivitas Penangkap Radikal Bebas dari Ekstrak Fenolik Daun Sukun (Artocarpus altilis F.). Chem Prog. Vol. 2. No.1. Suryasaputra, Dadan. 2012. Prediksi Toksisitas Senyawa Photosensitizer Menggunakan Toxtree dan Topkat. Tesis. Universitas Jenderal Ahmad Yani. 21