DESAIN TEORETIS BERBANTUKAN KOMPUTER TURUNAN BIOCHANIN A SEBAGAI LIGAN RESEPTOR ESTROGEN ALFA

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DESAIN TEORETIS BERBANTUKAN KOMPUTER TURUNAN BIOCHANIN A SEBAGAI LIGAN RESEPTOR ESTROGEN ALFA

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

Diajukan oleh :

Marselinus Alberto Moa

NIM : 128114011

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016


DESAIN TEORETIS BERBANTUKAN KOMPUTER TURUNAN BIOCHANIN A SEBAGAI LIGAN RESEPTOR ESTROGEN ALFA

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

Diajukan oleh :

Marselinus Alberto Moa

NIM : 128114011

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i




PERSEMBAHAN “You are my strength, strength like no other, strength like no other, reaches to me” - Hillsong, You are My Strength

“When you find your path, you must not be afraid. You need to have sufficient courage to make mistakes. Disappointment, defeat, and despair are the tools God uses to show us the way” - Paul Coelho

“Rise, we are young we are the dreamers we will fly when the world will not believe us, we will rise above the ashes before this whole life passes us by you and I, we will rise” - Glee, Rise

Kupersembahkan skripsi ini buat : Tuhan Yesus Kristus Orang tua dan keluargaku Sahabat terbaikku Teman-teman seperjuangan dalam penyusunan skripsi Teman-teman seperjalanan kuliah Almamater Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

iv


PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya selama proses penelitian hingga terselsaikannya naskah skripsi dengan judul “Desain Teoretis berbantukan Komputer Turunan Biochanin A sebagai Ligan Reseptor Estrogen Alfa”. Merupakan karunia yang tiada ternilai penulis dapat memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.). Banyak tantangan dan kesulitan yang setiap saat dihadapi penulis baik dalam persiapan, pelaksanaan dan penyusunan naskah skripsi ini. Berkat bimbingan, bantuan dan dukungan yang tulus dari berbagai pihak yang diberikan secara langsung dan tidak langsung akhirnya penyusunan skripsi ini dapat terselsaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan serta pengarahan selama penelitian dan penyusunan naskah skripsi ini. 2. Jeffry Julianus, M. Si. dan Florentinus Dika Octa Riswanto, M. Sc., sebagai dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun mulai dari ujian proposal sampai penyusunan naskah skripsi ini. 3. Orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung penulis. 4. Indra, Aveline, dan Katarina sebagai teman seperjuangan yang telah bersama-sama berjuang untuk menyelesaikan penelitian. 5. Teman-teman FST A 2012 atas kebersamaan, canda tawa dan pengalamannya untuk penulis selama menjalani kuliah di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

Penulis

v




DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................. ii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... iv PRAKATA ...................................................................................................... v PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .............. vi PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xi ABSTRAK ...................................................................................................... xii ABSTRACT .................................................................................................... xiii PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 METODE PENELITIAN ................................................................................ 3 HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 6 KESIMPULAN ............................................................................................... 12 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 13 LAMPIRAN .................................................................................................... 15 BIOGRAFI PENULIS .................................................................................... 25

viii


DAFTAR TABEL Halaman Tabel I.

PLIF bitstring penting dalam decision tree yang dipilih .................. 5

Tabel II.

Hasil penambatan desain turunan biochanin a ................................. 7

Tabel III. Luaran penambatan desain turunan kode B2 berdasarkan bitstring penting dalam decision tree .............................................................. 8

ix


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Bichanin a ………………………………………………......

1

Gambar 2.

Visualisasi pose biochanin a pada kantung ikatan RE-α …...

2

Gambar 3.

Decision tree metode RPART ………………………………

5

Gambar 4.

Desain turunan senyawa biochanin a dan hasil penambatan berupa skor ChemPLP ……………………………………… 6

Gambar 5.

Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B1.. 8

Gambar 6.

Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B3 …………………………………………………………... 8

Gambar 7.

Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B4 …………………………………………………………...

Gambar 8.

Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B2 …………………………………………………………... 9

Gambar 9.

Visualisasi pose desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α ………………………………………………………... 10

Gambar 10.

(a) Pose dari 5 replikasi desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α (b) Skor chemPLP replikasi penambatan desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α ………………… 11

Gambar11.

Analisis diskoneksi desain turunan kode B1 ……………….. 12

Gambar 12.

Usulan mekanisme reaksi sintesis desain turunan kode B1 …………………………………………………………... 12

x


DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.

Desain struktur turunan biochanin a kode B1 pada BKChem 16

Lampiran 2.

Penambahan atom hidrogen pada ph 7.4 dan generate 3D struktur turunan kode B1 dengan Open Babel ……………… 17

Lampiran 3.

Perintah penambatan berupa file script dengan nama file cline.sh ……………………………………………………...

18

Lampiran 4.

Upload file script dan struktur 3D turunan kode B1 ke server.. 19

Lampiran 5.

Jalankan perintah penambatan di server ……………………. 20

Lampiran 6.

Download luaran PLANTS ………………………………… 21

Lampiran 7.

Analisis hasil penambatan dengan aplikasi statistik R ……… 22

Lampiran 8.

Visualisasi dengan PyMOL ………………………………… 23

xi


ABSTRAK Kanker payudara adalah kanker dengan jumlah kasus 1,7 juta di seluruh dunia. Salah satu penyebab terjadinya kanker payudara adalah ekspresi berlebih reseptor estrogen alfa (RE-α) oleh hormon estrogen. Senyawa biochanin a merupakan senyawa fitokimia golongan isoflavon yang diketahui memiliki aktivitas anti-kanker, namun secara uji in silico dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan dilanjutkan dengan post-docking analysis oleh Istyastono (2015) senyawa biochanin a bukan ligan aktif pada kantung ikatan RE-α. Pada penelitian ini, dilakukan desain teoretis berbantukan komputer untuk mendapatkan desain senyawa turunan biochanin a yang mampu menjadi ligan aktif RE-α melalui pengujian in silico dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan dilanjutkan dengan post-docking analysis oleh Istyastono (2015). Diperoleh desain turunan biochanin a yang mampu menjadi ligan aktif pada kantung ikatan RE-α. Desain turunan yang aktif kemudian divisualisasikan posenya pada kantung ikatan RE-α menggunakan aplikasi PyMOL. Berdasarkan hasil analisis diskoneksi terhadap desain turunan aktif, diperoleh rute sintesis desain turunan berdasarkan reaksi substitusi nukleofilik aromatis. Kata kunci : Kanker payudara, desain obat, reseptor estrogen alfa, penambatan molekul

xii


ABSTRACT Breast cancer is type of cancer with 1.7 million cases around the world. One of the causes of breast cancer is the over-expression of estrogen receptor alpha (ER-α) by the estrogen hormone. Biochanin a is a phytochemical compound of isoflavone which is known to have anti-cancer activity, but according to in silico experiment with the protocol that had been validated by Setiawati et al. (2014) and continued with post-docking analysis by Istyastono (2015) that biochanin a compound is not an active ligand on ER-α binding pocket. In this study, theoretical computer-aided design was conducted to obtain the design of derived compounds of biochanin a which was able to be an active ligand on ER-α binding pocket through in silico testing with the protocol that had been validated by Setiawati et al. (2014) and continued with post-docking analysis by Istyastono (2015). The design of derived compound of biochanin a which was able to be an active ligand on ER-α binding pocket had been obtained. Then, the pose of the design of the active derivative was visualized on ER-α binding pocket using PyMOL application. Based on the result of the analysis of the disconnection towards the active derivative design obtained the synthesis route of derivative design based on aromatic nucleophilic substitution reaction. Keywords : Breast cancer, drug design, estrogen receptor alpha, molecular docking

xiii


PENDAHULUAN Kanker payudara merupakan kanker yang pada umumnya terjadi pada wanita di seluruh dunia (Chen, 2014). Menurut data Globocan 2012 v1.1, pada tahun 2012 terdapat 1,7 juta kasus kanker payudara diseluruh dunia. Menurut Youlden, Cramb, Yip, dan Baade (2014), angka kejadian kanker payudara di Indonesia pada tahun 2012 adalah 48.998 orang. Sekitar 70% dari semua kanker payudara disebabkan ekspresi berlebih reseptor estrogen alpha (RE-α) (Stanford, 1986). Estradiol diketahui dapat menginduksi poliferasi sel dengan berikatan dengan reseptor estrogen alfa (RE-α) sehingga dapat mengaktivasi transkripsi (Berry, 2005), sehingga strategi paling efektif untuk menghambat proliferasi sel adalah dengan memblokir aksi estradiol berikatan dengan RE-α (Hayes, 2015). Tamoxifen merupakan antagonis RE-α namun mempunyai efek samping seperti penggumpalan darah, stroke, kanker rahim, dan katarak (Suganya, 2014), sehingga diperlukan obat lain yang memiliki efek samping yang lebih aman, yaitu fitoestrogen. Menurut Patisaul dan Jefferson (2010), fitoestrogen aman dan mempunyai efek samping yang rendah.

Gambar 1. Biochanin a Biochanin a merupakan senyawa fitokimia yang telah terbukti mempunyai aktivitas estrogenik, namun berdasarkan penelitian Violetta (2016) tentang uji in silico senyawa biochanin a dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan dilanjutkan post-docking anlaysis oleh Istyastono (2015), disimpulkan bahwa senyawa biochanin a bukan sebagai ligan aktif pada kantung ikatan RE-α. Dari hasil ini dapat dilakukan desain teoretis berbantukan komputer senyawa turunan biochanin a untuk mendapatkan desain senyawa turunan biochanin a yang mampu menjadi ligan aktif RE-α.

1


Gambar 2. Visualisasi pose biochanin a pada kantung ikatan RE-α (Violetta, 2016) Untuk mendesain suatu senyawa berdasarkan struktur perlu dilakukan inspeksi visual pose visualisasi biochanin a yang ditampilkan pada Gambar 2. Berdasarkan penelitian Violetta (2016), dalam pose visual tersebut biochanin a hanya berinteraksi dengan beberapa residu dengan skor ChemPLP terendah adalah -76,8508. Berdasarkan post-docking analysis oleh Istyastono (2015) menggunakan decision tree dengan skor ChemPLP dan PLIF bitstring hasil luaran dari penambatan sebagai prediktor, biochanin a dikatakan ligan aktif apabila molekul biochanin a mempunyai skor ChemPLP < -85,23 dan juga berinteraksi ikatan hidrogen pada bitstring 242 dan 201 yaitu dengan residu ARG394 dan LEU387, sehingga pengembangan senyawa turunan biochanin a berfokus pada penambahan gugus untuk dapat berinteraksi ikatan hidrogen dengan residu LEU387 dan interaksi elektrostatik dengan residu ASP351. Untuk menguji desain turunan biochanin a merupakan ligan aktif atau bukan, diterapkan metode penambatan Penapisan Virtual Berbasis Struktur (PVBS) dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan dilanjutkan post-docking analysis oleh Istyastono (2015). Perangkat lunak PLANTS1.2 digunakan untuk melakukan simulasi penambatan virtual molekuler. Uji statistik 2


menggunakan aplikasi statistik R versi 3.2.2. Setelah diperoleh desain turunan yang merupakan ligan aktif RE-α, dilakukan analisis diskoneksi untuk memperkirakan jalur sintesis untuk mensintesis desain turunan tersebut. METODE PENELITIAN Penelitian ini termasuk jenis penelitian observasional berbantukan komputer untuk mendesain turunan biochanin a yang mampu menjadi ligan aktif RE-α. Bahan Protokol yang telah dikembangkan dari protokol Anita et al. (2012) dan divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan protokol post-docking analysis yang dikembangkan Istyastono (2015), Struktur tiga dimensi senyawa turunan biochanin a, SPORES (Brink, and Exner, 2009) untuk menyiapkan senyawa yang akan ditambatkan ke PLANTS1.2 (Korb, Stutzle, and Exner, 2009), Docking Software PLANTS1.2 (Korb, Stutzle, and Exner, 2009) untuk mensimulasikan penambatan molekuler sehingga didapatkan skor ChemPLP, PyPLIF (Radifar, Yuniarti, and Istyastono, 2013) untuk mengidentifikasi protein-ligan interaction fingerprint, PyMOL 1.2r1 (Lil, Danielson, 2011) untuk menghasilkan gambar molekuler, dan aplikasi R 3.2.2. (R Development Core Team, 2015) untuk analisis statistik. Alat Server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dengan nomor alamat IP 103.247.10.66 (pharcomp.web.id), Compaq Presario CQ42-457TU dengan spesifikasi: Prosesor Intel Pentium P6300@2,26 GHz, RAM 1GB, 32-bit Operating System, Linux Ubuntu 12.04 LTS. Prosedur Berdasarkan inspeksi visual pada superposisi senyawa biochanin a pada kantung ikatan RE-α dengan menggunakan PyMOL 1.2r1 (Lil, Danielson, 2011), dibuat desain turunan dari senyawa biochanin a dan diekspor ke file .mol menggunakan BKChem 0.13.0. Struktur .mol ditambahkan atom hidrogen pada pH 7,4 menggunakan Open Babel, kemudian dilakukan generate 3D sehingga didapatkan file berupa .mol2. Struktur .mol2 disiapkan untuk ditambatkan pada

3


perangkat lunak PLANTS1.2 (Korb, Stutzle, and Exner, 2009) menggunakan aplikasi SPORES (Brink, and Exner, 2009). Luaran dari SPORES ditambatkan dengan menggunakan PLANTS 1.2 dengan konfigurasi mengacu pada Setiawati et al. (2014). Setiap kali penambatan (1 run) dilakukan tiga kali iterasi penambatan molekuler, masing-masing menghasilkan 50 pose. Diperoleh 3 x 50 pose berupa skor ChemPLP yang kemudian diambil satu pose dengan skor ChemPLP terbaik. Dilakukan lima kali run sehingga diperoleh data lima pose terbaik masing-masing replikasi. Hasil penambatan berupa skor ChemPLP dan PLIF bitstring dimasukan pada decision tree melalui metode RPART dengan aplikasi statistik R versi 3.2.2 (R Development Core Team, 2015). Dengan taraf kepercayaan 95%, data hasil analisis dari decision tree akan memperlihatkan senyawa turunan biochanin a aktif sebagai ligan atau tidak aktif. Jika hasil analisis menunjukan biochanin a sebagai ligan aktif maka akan dilanjutkan dengan analisis diskoneksi untuk penentuan jalur sintesis senyawa turunan biochanin a tetapi jika senyawa turunan biochanin a menunjukan ligan inaktif maka prosedur diulang dari inspeksi visual superposisi senyawa biochanin a pada kantung ikatan RE-α dan dibuat desain senyawa turunan biochanin a yang berbeda. Kemudian dilanjutkan dengan prosedur yang sama hingga didapatkan desain senyawa turunan biochanin a yang aktif sebagai ligan dalam kantung ikatan RE-α. Pose dari turunan senyawa biochanin a dilihat interaksinya dengan RE-α menggunakan PyMOL 1.2r1 (Lil, Danielson, 2011). Visualisasi pose dengan PyMOL1.2r1 (Lil, and Danielson, 2011) dilakukan dengan memilih pose dengan kriteria: 1. Pose dengan bitstring 320 aktif dan skor ChemPLP terkecil. 2. Pose dengan skor ChemPLP terendah. 3. Tidak ada pose yang aktif pada bitstring 320, sehingga dipilih pose dengan ChemPLP terkecil saja.

4


Gambar 3. Decision Tree metode RPART (Istyastono, 2015) Tabel I. PLIF bitstring penting dalam decision tree yang dipilih (Istyastono, 2015) Bitstring

Residu

Jenis interaksi

320

GLY 420

Ikatan hidrogen (protein sebagai akseptor)

242

ARG 394


117

GLU 353


411

GLY 521


473

CYS 530

Ikatan hidrogen (protein sebagai donor)

105

ASP 351

Interaksi elektrostatik ( protein sebagai anion)

201

LEU 387


470

CYS 530

Interaksi non-polar

170

TRP 383

Aromatik muka ke muka

171

TRP 383

Aromatik ujung ke muka

323

MET 421

Interaksi non polar

Nomor

5


HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini bertujuan untuk menemukan desain struktur senyawa turunan biochanin a yang dapat menjadi ligan aktif pada kantung ikatan RE-α. Untuk menguji desain turunan biochanin a merupakan ligan aktif atau inaktif, diterapakan metode penambatan Penapisan Virtual Berbasis Struktur (PVBS) dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) dan dilanjutkan post-docking analysis oleh Istyastono (2015). Dari hasil inspeksi visual visualisasi pose biochanin a pada kantung ikatan RE-α (Gambar 2) dan hasil uji in silico biochanin a dengan protokol yang telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014) diperoleh empat desain turunan biochanin a beserta hasil lima kali replikasi penambatan berupa skor ChemPLP yang ditampilkan pada gambar 4 dan PLIF bitstring ditampilkan pada tabel 2.

Gambar 4. Desain turunan senyawa biochanin a dan hasil penambatan berupa skor ChemPLP

6


Tabel II. Hasil penambatan desain turunan biochanin a No

Bitstring penting

Kode Desain 320

242

117 411

Ket.

473 105 201 470 170 171 323

Ligan

1.

B1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

Aktif

2.

B2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

Inaktif

3.

B3

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

Inaktif

4.

B4

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

Inaktif

*Ket : 1 = Aktif, 0 = Tidak aktif Skor ChemPLP dari empat desain lebih rendah dibandingkan skor ChemPLP biochanin a. Turunan kode B1 didesain dengan mengganti gugus hidroksil pada struktur biochanin a dengan fenol dan menunjukan skor ChemPLP yang lebih rendah dibandingkan desain turunan senyawa biochanin a yang lain. Turunan kode B2, B3 dan B4 didesain dengan mengganti gugus hidroksil pada struktur biochanin a dengan gugus ester dengan substituen yang berbeda dari masing-masing desain turunan seperti yang ditampilkan pada Gambar 4. Skor ChemPLP desain turunan kode B2 lebih tinggi dibanding desain turunan kode B3 dan B4. Skor ChemPLP desain turunan B4 adalah yang terendah dari keempat desain. Dari hasil ini diketahui bahwa penambahan gugus polar pada gugus hidroksil dari struktur biochanin a dapat menurunkan skor ChemPLP. Dilihat dari Gambar 4, dari 5 kali replikasi diketahui bahwa skor ChemPLP terendah adalah desain turunan kode B1 dengan skor ChemPLP -102,302. Dari tabel II, diketahui setiap kode desain turunan berinteraksi dengan beberapa bitstring penting yang berbeda. Berdasarkan post-docking analysis oleh Istyastono (2015), dengan taraf kepercayaan 95 % hasil analisis decision tree dengan metode RPART menggunakan aplikasi statistik R 3.2.2 menunjukan bahwa desain turunan kode B1 merupakan ligan aktif pada kantung ikatan RE-α sedangkan desain turunan kode B2, B3, dan B4 merupakan ligan inaktif pada kantung ikatan RE-α.

7


Gambar 5. Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B1

Gambar 6. Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B3

8


Gambar 7. Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B4 Tabel III. Luaran penambatan desain turunan kode B2 berdasarkan bitstring penting dalam decision tree Replikasi

Bitstring penting 320

242

117

411

473

105

201

470

170

171

323

1

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

2

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

3

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

4

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

5

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

*Ket : 1 = Aktif, 0 = Tidak aktif Pada PLIF bitstring kode desain turunan B2, dari lima replikasi, tiap replikasinya menunjukan perbedaan bitstring aktif (Tabel III). Jika dianalisis dan dimasukan pada decision tree maka didapatkan bahwa desain turunan kode B2 aktif sebagai ligan pada replikasi 1, 3 dan 4 dan tidak aktif pada replikasi 2 dan 5. Karena uji statistik dilakukan dengan taraf kepercayaan 95%, maka desain turunan kode B2 termasuk dalam ligan inaktif pada kantung ikatan RE-α.

9


Gambar 8. Alur pada decision tree yang dilalui desain turunan kode B2 Alur replikasi 1, 3 dan 4 ditunjukan dengan garis warna merah, alur replikasi 2 ditunjukan dengan garis warna hijau dan alur replikasi 5 ditunjukan dengan garis berwarna biru

Gambar 9. Visualisasi pose desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α Dari Gambar 7 dapat dilihat pose desain turunan kode B1 dan interaksinya dengan beberapa residu yang termasuk dalam bitstring penting dalam decision tree

10


(Istyastono, 2015) pada kantung ikatan RE-α. Berdasarkan hasil penambatan berupa PLIF bitstring, kode desain turunan B1 berinteraksi dengan bitstring penting 320, 171, 323 yang secara berurutan berinteraksi ikatan hidrogen dengan residu GLY420 (Residu GLY420 bertindak sebagai akseptor hidrogen) ditunjukan dengan garis hitam putus-putus, interaksi aromatik ujung ke muka dengan residu TRP383, dan interaksi nonpolar dengan residu MET421.

Gambar 10. (a) Pose dari 5 replikasi desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α. (b) Skor ChemPLP 5 replikasi penambatan desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α. Gambar 8 merupakan visualisasi pose dari 5 replikasi desain turunan kode B1 pada kantung ikatan RE-α. Dari gambar tersebut terlihat bahwa dengan perbedaan skor ChemPLP hasil penambatan menunjukan adanya perbedaan kecil pose dari setiap replikasi, namun jenis interaksi pada kantung ikatan RE-α sama. Desain turunan biochanin a yang diketahui merupakan ligan aktif pada kantung ikatan RE-α adalah desain turunan kode B1 yang selanjutnya di analisis diskoneksi untuk mengetahui rute sintesis yang dapat dipilih untuk mensintesis desain turunan kode B1 (Gambar 11). Usulan rute sintesis desain turunan kode B1 dilakukan berdasarkan reaksi subtitusi nukleofilik aromatis antara Biochanin a dan 4-klorofenol dengan katalis NaOH (Gambar 12).

11


Gambar 11. Analisis diskoneksi desain turunan kode B1

Gambar 12. Usulan mekanisme reaksi sintesis desain turunan B1 KESIMPULAN Desain turunan kode B1 merupakan ligan aktif senyawa turunan Biochanin a yang selanjutnya dapat dikembangkan sebagai ligan potensial RE-α.

12


DAFTAR PUSTAKA Anita, Y., Radifar, M., Kardono, L.B.S., Hanafi, M., and Istyastono, E.P., 2012, Structure-Based Design of Eugenol Analogs as Potential Estrogen Receptor Antagonist, Bioinformation, 8 (19), pp. 901-906. Berry, D.A., Cronin, K.A., Plevritis, S.K., Fryback, D.G., Clarke, L., Zelen, M., et al., 2005, Effect of Screening and Adjuvant Therapy on Mortality from Breast Cancer, N. Engl. J. Med., 353, 1784–1792. Brink, T.T., and Exner, T.E., 2009, Influence of Protonation, Tautomeric, and Tereoisomeric States on Protein-Ligand Docking Results, J. Chem. Inf. Model, 49, 1535-1546. Chen, Y., Murakami, Y., Ahmad, S., Yoshimaru, T., Katagiri, T., and Mizuguchi, K., 2014, Brefeldin A-Inhibited Guanine Nucleotide-Exchange Protein 3 (BIG3) is Predicted to Interact With its Partner Through an ARM-Type ΑHelical Structure, BMC Research Notes, 7, 435. Hayes, E. L., and Lewis-Wambi, J. S., 2015, Mechanisms of endocrine resistance in breast cancer: an overview of the proposed roles of noncoding RNA, Hayes and Lewis-Wambi Breast Cancer Research, 17, 40. Istyastono, E.P., 2015, Employing Recursive Partition and Regression Tree Method to Increase The Quality of Structure-Based Virtual Screening In The Estrogen Receptor Alpha Ligands Identification, Asian J Pharm Clin Res, 8 (6), 207-210. Kementrian Kesehatan RI, 2015, Buletin Jendela Data dan Informasi kesehatan Kanker, Kementrian Kesehatan RI, Jakarta, hal. 2-9. Korb, O., Stützle, T., and Exner, T. E., 2009, Empirical Scoring Function for Advanced Protein-Ligand Docking with PLANTS, Journal of Chemical Information and Modeling, 49 (1), pp. 84-96. Lil, M.A., and Danielson, M.L., 2011, Computer-Aided Drug Design Platform Using PyMOL, J Comput Aided Mol, 25, pp. 13-19. Patisaul, H.B., and Jefferson, W., 2010, The Pros and Cons of Phytoestrogens, Front Neuroendocrinol, 31(4),pp.400-419. Radifar, M., Yuniarti, N., and Istyastono, E.P., 2013, PyPLIF : Python-based Protein-Ligand Interaction Fingerprinting, Bioinformation, 9(6), pp. 325328. Setiawati, A., Riswanto, F.D.O., Yuliani, S.H., and Istyastono, E.P., 2014, Retrospective Validation of A Structure-Based Virtual Screening Application To Identify Ligands For Estrogen Receptor Alpha and Its Application To Identify The Alpha-Mangostin Binding Pose, Indo J. Chem, 14(2), 103-108. Stanford, J.L., Szklo, M., and Brinton, L.A., 1986, Estrogen receptors and breast cancer, Epidemiol Rev., 8, 42–59. Suganya, J., Radha, M., Naorem, D.L., and Nishandhini, M., 2014, In Silico Docking Studies of Selected Flavonoids-Natural Healing Agents Against Breast Cancer, Asian Pac J Cancer Prev, 15 (19), 8155-8159. Violetta, K., 2016, Uji In Silico Biochanin-A sebagai Ligan pada Reseptor Estrogen Alfa, Skripsi, Fakultas Farmasi, universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Youlden, D. R., Cramb, S. M., Yip, C. H., Baade, P.D., 2014, Incidence and 13


Mortality of Female Breast Cancer in the Asia-Pacific Region, Cancer Biol Med, 11, 101-115.

14


LAMPIRAN

15


Lampiran 1. Desain struktur turunan biochanin a kode B1 pada BKChem

16


Lampiran 2. Penambahan atom hidrogen pada ph 7.4 dan generate 3D struktur turunan kode B1 dengan Open Babel

17


Lampiran 3. Perintah penambatan berupa file shell script dengan nama file cline.sh

18


Lampiran 4. Upload file script dan struktur 3D turunan kode B1 ke server

19


Lampiran 5. Jalankan perintah penambatan di server

20


Lampiran 6. Download luaran PLANTS

21


Lampiran 7. Analisis hasil penambatan dengan aplikasi statistik R

22


Lampiran 8. Visualisasi dengan PyMOL 1. Input struktur 3D Reseptor Estrogen Alfa

23


2. Input ligan ( struktur turunan kode B1 )

24


3. Input binding site

25


4. Seleksi binding site

26


BIOGRAFI PENULIS Penulis skripsi berjudul “Desain Teoretis berbantukan Komputer Turunan Biochanin A sebagai Ligan Reseptor Estrogen Alfa” bernama Marselinus Alberto Moa. Lahir di Sumbawa Besar pada tanggal 6 April 1994 dari pasangan Paskalis Seke dan Silirosa Ona sebagai anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis menempuh pendidikan formal yang dimulai dari TK Sari Asih Sumbawa Besar (1998-2000), SDN 7 Sumbawa Besar (2000-2002), SDK Diponegoro Sumbawa Besar (2002-2006), SMPK Diponegoro Sumbawa Besar (2006-2009), SMA Sedes Sapientiae Bedono (2009-2012). Penulis melanjutkan pendidikan strata satu di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam masa kuliah penulis aktif dalam kegiatan Herbal Garden Team (2012-2013), UKF Voli Farmasi (2012-2015), PSF Veronica (2012-2014), Desa Mitra IV (2012), Tiga Hari Temu Akrab Farmasi (2013-2014), Pelepasan Wisuda II Program Studi Farmasi (2013), Latihan Kepemimpinan I (2014). Penulis juga menjabat sebagai anggota divisi Publikasi dan Informasi Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas Farmasi periode 2014-2015 dan menjabat sebagai Ketua Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas Farmasi periode 2015. Kegiatan lainnya yang pernah diikuti penulis adalah Seminar Nasional Interprofesional Health Care: “Take Care Your Miraculous Filter Perfectly” dan Pelatihan Uji Scarless Wound Healing In Silico, In Vitro, In Vivo (2015).

27

DESAIN TEORETIS BERBANTUKAN KOMPUTER TURUNAN BIOCHANIN A SEBAGAI LIGAN RESEPTOR ESTROGEN ALFA

Recommend Documents