Dipersembahkan Untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Kefarmasian di Indonesia

Terbit sejak 1 Januari 2002 Terakreditasi SK Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor : 212/P/2014 Diterbitkan oleh Pengurus Pusat

Ikatan Apoteker Indonesia Terbit 2 kali setahun pada bulan Januari dan Juli

Jurnal Farmasi Indonesia adalah jurnal ilmiah resmi Ikatan Apoteker Indonesia. Isi Jurnal mencakup semua aspek dalam ilmu pengetahuan dan teknologi kefarmasian antara lain farmakologi, farmakognosi, fitokimia, farmasetika, kimia farmasi, biologi molekuler, bioteknologi, farmasi klinik, farmasi komunitas, farmasi pendidikan, dan lain-lain.

Jurnal mengundang makalah ilmiah dari teman sejawat, baik apoteker maupun bukan apoteker yang isinya dapat memacu kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang kefarmasian dan bidang-bidang lain yang berkaitan. Makalah dapat berupa laporan hasil penelitian atau telaah pustaka (critical review). Jurnal Farmasi Indonesia dapat diperoleh di Sekretariat PP IAI atau Redaksi Jurnal Farmasi Indonesia ISSN: 1412-1107 © Copyright 2015 Ikatan Apoteker Indonesia

Gambar cover oleh: Erna Sinaga dan Ramli Badrudin Printing : PT ISFI Penerbitan Gambar cover: Daun Pegagan (Centella asiatica L.)

Harga Berlangganan: Rp. 200.000,- per tahun (2 Nomor)

Dipersembahkan Untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Kefarmasian di Indonesia

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

iii

Tim Redaksi

Pemimpin Umum/ Penanggung Jawab Drs. Nurul Falah Edy Pariang, Apt.

Ketua Dewan Editor

Prof. Dr. Ernawati Sinaga, MS, Apt.

Editor Pelaksana

Dr. Christina Avanti, MSi, Apt.

Anggota Dewan Editor

Prof. Dr. Shirly Kumala, MBiomed, Apt. Prof. Dr. Eddy Meiyanto, Apt. Prof. Dr. Daryono Hadi Tjahjono, MSc, Apt. Pharm. Dr. Joshita Djajadisastra, MS, PhD, Apt. Dr. Umi Athijah, MS, Apt. Dr. Arry Yanuar, MSi, Apt. Raymond R. Tjandrawinata, PhD, MS, MBA.

Manajer Administrasi

Dra. Chusun Hamli, MKes, Apt.

Manajer Sirkulasi

Drs. Azwar Daris, MKes, Apt.

Sekretaris Redaksi

Ramli Badrudin Siti Kusnul Khotimah, S.Sos.

Alamat Redaksi/Penerbit Jl. Wijayakusuma No.17 Tomang - Jakarta Barat Telepon/Fax 021- 56943842 E-mail: [email protected] [email protected]

online submission website: jfionline.org

iv

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Daftar Isi

Chemical Constituents and Antibacterial Activities of Leaves 195 - 202 of Sumatran King Fern (Angiopteris evecta G. Forst HOFFM.) Vivi Anggia, Amri Bakhtiar, and Dayar Arbain Isolasi dan Karakterisasi Asam Asiatat dari Ekstrak Etanol Herba 203 - 209 Pegagan (Centella Asiatica. (L.) Urban) Ida Musfiroh, Tresna Nursyamsiah, Entris Sutrisna, Ahmad Muhtadi, Rahmana E. Kartasasmita dan Slamet Ibrahim Aktivitas Antelmintik Ekstrak Air Daun Puguntano Curanga 210 - 215 fel-terrae (Lour.) Merr. Popi Patilaya dan Dadang Irfan Husori Uji Aktivitas Antidiabetes Ekstrak Etanol dari Akar dan Batang 216 - 222 Tumbuhan Sekunyit (Fibraurea Tinctoria Lour) Rahayu Utami, Nofri Hendri Sandi, Syilfia Hasti dan Sutri Delvia Perbandingan Efek Antipiretik antara Ibuprofen dengan Campuran 223 - 227 Ibuprofen dan Kafein Dian Ayu Juwita, Deni Noviza, dan Erizal Ekspresi dan Kadar GABA pada Palatum Sekunder Mencit Prenatal 228 - 232 dengan Paparan Diazepam di Periode Organogenesis Rika Yulia, Kuntoro, Heru Santoso , dan Win Darmanto Sintesis Sorbent Ekstraksi Fase Padat dengan Teknik Molecular Imprinting dengan Monomer Akrilamid untuk Ekstraksi Glibenklamid dari Serum Darah Aliya Nur Hasanah, Rahmana Emran Kartasasmita, dan Slamet Ibrahim

233-241

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan 242 - 251 Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif Farida Suhud Efek Kronis Minuman Berenergi pada Ginjal 252 - 257 Suharjono, Zamrotul Izzah, Mareta Rindang A., Aniek Setya B., dan Mahardian Rahmadi Indeks Petunjuk bagi Penulis Guidelines for Authors

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

v

Artikel Penelitian

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif Farida Suhud ABSTRACT: This study deals with designing and molecular docking of a no­vel lead compound 1-benzoyl-3-benzylurea and the substituted compounds as antiproliferative agents. The objective of this study was predicting a more potent antiproliferative agent. In order to achieve the goal, the in-silico activity againts 1-UWH receptor was calculated by Molegro Virtual Docker 5 and compared with hydroxyurea as reference compound. The result showed that all lead and substituted compounds of 1-benzyl3-benzoylurea were more potent than hydroxyurea. Therefore, it is re­ commended that all lead and substituted compounds of 1-benzyl-3-benzoylurea be synthesized and analyzed further as antiproliferative agents. Keywords: 1-benzoyl-3-benzylurea, molecular docking, antiproliferative agents

Departemen Kimia Farmasi, Fakultas Farmasi Universitas Surabaya

ABSTRAK: Studi ini dilakukan terkait dengan rancangan dan penambatan molekul senyawa baru 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi sebagai antiproliferatif, dengan tujuan untuk memperoleh agen antiproliferatif yang lebih poten. Untuk mencapai tujuan tersebut, uji aktivitas in-silico terhadap reseptor 1-UWH dihitung dengan Molegro Virtual Docker 5 dan hidroksiurea digunakan sebagai pembanding. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa semua senyawa 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi lebih poten dibandingkan hidroksiurea. Oleh sebab itu direkomendasikan agar dilakukan sintesis dan pengujian lebih lanjut dari semua senyawa 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi sebagai agen-agen antiproliferatif. Kata kunci: 1-benzil-3-benzoilurea, penambatan molekul, agen-agen anti­­­ proliferatif

Korespondensi: Farida Suhud Email: [email protected]

242

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Farida Suhud

PENDAHULUAN Penemuan suatu obat baru merupakan proses yang panjang dan mahal. Diperkirakan penemuan senyawa obat baru sampai uji klinik membutuhkan waktu lebih dari 14 tahun. Rentang waktu ini lebih singkat dibanding penemuan obat baru di masa lalu yang menghabiskan waktu sampai puluhan bahkan ratusan tahun. Rentang waktu tersebut dipercepat karena teknologi yang berkembang saat ini. Teknologi yang dikembangkan adalah CADD (Computer Aided Drug Design) yang mendorong pengembangan obat berdasarkan informasi obat dan penyakit yang sudah ada (Structure Base Drug Design dan Ligand Base Drug Design), dikombinasikan dengan masukan dari berbagai disiplin ilmu yang menunjang. Teknologi ini menggunakan model matematika dan alat simulasi berdasarkan evaluasi resiko potensial keamanan obat dan rancangan eksperimental dari percobaan-percobaan baru (1). Obat adalah molekul kecil organik yang me­ng­ aktivasi atau menghambat fungsi dari reseptor sehingga menimbulkan efek terapetik pada pasien. Secara mendasar rancangan obat baru melibatkan rancangan molekul kecil yang komplementer dalam bentuk dan muatan terhadap target reseptor tempat obat tersebut berinteraksi dan terikat. CADD, alat komputasi dan software digunakan untuk simulasi interaksi obat dan reseptor. Kemajuan pesat di bidang ini mempermudah pencarian data struktur protein target. CADD digunakan untuk identifikasi calon obat aktif, memilih senyawa induk, optimasi senyawa induk (misalnya modifikasi struktur senyawa aktif bio­logis dengan meningkatkan sifat-sifat kimia fisika, farmasetika, farmakokinetika). Ada 2 pendekatan dalam CADD, yaitu Structure Base Drug Design dan Ligand Base Drug Design. Rancangan dan skrining obat berdasarkan struktur (Structure Base Drug Design) diperuntukkan bagi reseptor yang sudah diketahui se­ bagai tempat interaksi Obat-Reseptor. Rancangan dan skrining obat berdasarkan Ligand (Ligand Base Drug Design) diperuntukkan reseptor yang

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

belum diketahui. Jadi di sini dasarnya kesesuaian senyawa calon obat dengan ligand tertentu yang sudah diketahui bekerja pada reseptor tertentu. Model ligand-reseptor tertentu ini yang dipakai sebagai acuan untuk mengamati interaksi calon obat-reseptor secara komputasi (1). Pada dekade terakhir ini, teknik yang tersedia untuk rancangan obat yang rasional semakin bervariasi dan terpercaya. Teknik komputasi yang dapat menganalisis hubungan struktur kimia, sifat-sifat kimia fisika dan aktivitas biologis semakin berkembang, tersedia bermacam jenis perangkat lunak yang dapat digunakan sebagai alat untuk memperpendek jalur penemuan obat baru. Salah satu metode yang digunakan dalam proses penapisan adalah menggunakan penca­ rian berbasis struktur yaitu dengan penambatan molekuler atau molecular docking (2). Molecular docking atau penambatan molekul adalah prosedur komputasional yang digunakan untuk memahami dan memprediksi rekognisi molekuler yang menggambarkan interaksi antara molekul obat sebagai ligan dengan reseptor. Proses komputasi akan mencari ligan yang menunjukkan kecocokan geometris dan kecocokan energi (memprediksi afinitas ikatan). Metode yang menggunakan proses penambatan moleku­ ler yang akurat dapat memberikan keuntu­ngan dalam memangkas waktu, energi, serta biaya yang dibutuhkan dibandingkan metode konvensional. Dengan molecular docking dapat diketahui gambaran aktivitas senyawa tanpa perlu melakukan sintesis senyawa terlebih dahulu (3). Keberadaan database adalah syarat utama dalam perancangan obat berbasis komputer. Database merupakan kumpulan data yang diatur sedemikian rupa untuk memudahkan penggunanya. Database dalam bioinformatika meliputi data sekuen DNA atau protein yang diperoleh melalui percobaan laboratorium yang kemudian disimpan dalam berkas komputer. Setiap berkas sekuen berisi informasi mengenai asal orga­ nisme, sekuens, dan nomor akses yang digunakan untuk mengidentifikasi sekuens tersebut. Selain struktur sekuens, makromolekul seperti DNA,

243

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk

RNA, dan protein juga dapat dipresentasikan dalam berbagai format yang umum dalam bentuk struktur tiga dimensinya yaitu format PDB (protein data bank) (3). Kanker merupakan salah satu penyakit tidak menular yang telah menjadi masalah kesehatan di dunia, termasuk di Indonesia. Pengobatan kanker dapat dilakukan dengan pembedahan, radioterapi dan kemoterapi sistemik. Pengobatan kanker dengan kemoterapi, menggunakan obat anti kanker yang dapat membunuh atau menghambat pertumbuhan sel kanker dengan penghambatan pada bermacam mekanisme saat sel kanker melakukan pembelahan. Obat-obatan dalam kemoterapi berdasar mekanisme aksi dapat dikelompokkan menjadi obat-obat platinum, senyawa pengalkilasi, anti metabolit, anti mikrotubula, anti tumor antibiotik dan kelompok lain-lain. Kelompok lain-lain seperti penghambat-penghambat kinase: 4-aminokuinazolin, oksindol, urea-urea, 2-fenilaminopirimidin, produkproduk alam dan analognya seperti flavonoid, staurosporin, structural analogues of ATP like roscovitine (selisiklib); penghambat-penghambat transduksi sinyal dan hormon (4,5). Hidroksiurea telah digunakan selama beberapa dekade dan masih bernilai untuk pengobatan beberapa macam kanker. Senyawa ini larut dalam air yang tersebar merata melalui cairan tubuh (6). Penghambat RNR (Ribonucleotide reductase) yang terbaik adalah hidroksiurea, yang akan diabsorbsi setelah pemberian oral dan ditransportasi ke dalam sel-sel serta menginaktivasi enzim RNR dengan cara mengikat radikal tirosil pada sisi aktif RNR. Penelitian turunan urea sebagai antikanker telah banyak dilakukan, baik yang terkait mekanisme kerja, jenis kultur sel, jenis reseptor yang berperan serta jenis uji yang dilakukan. Aktivitas terkait mekanisme kerja, antara lain sebagai penghambat polimerisasi mikrotubula, fosforilasi bcl-2 dan menginduksi apoptosis pada sel tumor, antiangiogenik, antitumor, senyawa peng­ alkilasi, dan antiproliferatif. Jenis kultur sel yang digunakan juga bervariasi, antara lain kultur sel kanker payudara MCF-7, kultur sel kanker paru

244

A549, kultur sel kanker payudara MDA-MB-231, kultur sel kanker HEPG2 dan HCT-116, kultur sel melanoma A357P, kultur sel melanoma NCI8, kultur sel kanker manusia T-sel leukemia (Jurkat J6), dan mielogenus leukemia (K562). Jenis reseptor yang berperan terkait aktivitas antara lain reseptor tirosin kinase VEGFR-2 dan PDGFR-β, re­septor IGF-IR, reseptor tirosin kinase KDR, dan re­sep­tor PTKs (Protein Kinases) yaitu RAF (Ra­ pidly Accelerated Fibrosarcoma) (7,15). Dari berbagai penelitian turunan urea di atas diperoleh informasi bahwa gugus yang berpe­ ran (farmakofor) terhadap aktivitas antikanker adalah gugus urea. Lokwani dkk. (12) dan Lu dkk. (16) menegaskan benzilurea adalah farmakofor kunci untuk aktivitas hambatan sel tumor. Demikian juga El Shawy dkk. (10) menyatakan benzyl moeity berperan dalam aktivitas antiproliferatif terhadap kultur sel kanker MCF7. Berdasar data penelitian Li dkk. (15) diketahui bahwa aktivitas antiproliferatif dari 24 turunan urea 1,3-disubstitusi terhadap kultur sel tumor manusia KB dan K562 dengan teknik ko­ lorimetrik MTT (Microculture Tetrazolium Salt) menunjukkan aktivitas antiproliferatif mening­ kat bila disubstitusi dengan cincin aromatik pada N-3, sedang substituen OH pada cincin fenil akan menurunkan aktivitas. Lokwani dkk. (12) melakukan studi prediksi ADMET dan HKSA sebagai metoda penyaringan untuk rancangan turunan benzilurea sebagai antikanker. Senyawa 1-(2,4-dimetilfenil)-3,3-dimetil-1-(2-nitrobenzil) urea menunjukkan aktivitas anti proliferatif pada 100 μg/mL terhadap kultur sel kanker manusia T-sel leukemia (Jurkat J6), mielogenus leukemia (K562), dan kanker payudara (MCF-7) dibandingkan dengan senyawa standar 5-flurourasil. Har­ djono (17) telah mensubstitusikan gugus benzoil dengan substituen bervariasi pada hidroksiurea, dengan maksud meningkatkan sifat lipofilik dan elektroniknya, menghasilkan 1-(benzoiloksi) urea senyawa sitotoksik yang lebih aktif diban­ ding senyawa induk hidroksiurea. Struktur beberapa senyawa yang sudah diteliti dan terbukti menunjukkan aktivitas antikanker, serta senyawa Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Farida Suhud

1-benzil-3-benzoilurea tersubstitusi yang akan diteliti dapat dilihat pada Gambar 1. Atas dasar penelitian yang sudah dilakukan, selanjutnya akan dilakukan pengembang­ an turunan urea yang lain , yaitu senyawa baru 1-benzil-3-benzoilurea, sebagai senyawa induk. Senyawa mengandung gugus benzilurea sebagai farmakofor untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi senyawa antikanker yang lebih poten. Gugus benzilurea dan berperan dalam aktivitas antiproliferatif sehingga modifikasi selanjutnya tidak pada gugus ini melainkan pada gugus benzoil melalui pendekatan sifat kimia fisika dengan substituen yang bervariasi. Substituen yang dipilih R= 2-Cl, 3-Cl, 4-Cl, 2,4-diCl, 3,4-diCl, 4-Br, 4-F, 4-CF3, 4-NO2, 4-OCH3, 4-CH3, 4-t-butil. Modifikasi yang dilakukan pada 1-benzil3-benzoilurea sejalan dengan penelitian terdahulu. Pengembangan obat berbasis rancangan obat adalah usaha untuk mengembangkan obat yang telah ada, yang sudah diketahui struktur

Benzilurea

Turunan  urea   1,3-­‐disubstitusi   Li  dkk  ,  2009    

molekul dan aktivitas biologisnya, atas dasar penalaran sistematik dan rasional, didukung oleh pendekatan teoritis terkait. Diawali dari senyawa hidroksiurea yang sudah digunakan beberapa dekade, namun mempunyai sifat hidrofilik, de­ ngan nilai Clog P -1,8 , dan larut dalam air. Pada pH cairan tubuh 7,4 maka bentuk ion persentasenya sangat tinggi, yang menjadi alasan untuk dikembangkan lebih lanjut, sehingga perlu dilakukan usaha untuk mengurangi sifat hidrofiliknya. Lokwani dkk. (12) membuktikan peningkatan lipofilik pada senyawa turunan benzilurea memberikan aktivitas antiproliferatif pada 100 μg/ml. Dalam penelitian ini modifikasi struktur yang dilakukan sebagai usaha meningkatkan aktivitas antikanker senyawa 1-benzil-3-benzoilurea adalah meningkatkan sifat lipofilik dengan memasukkan gugus non polar, seperti gugus alkil dan aril. Untuk meningkatkan sifat elektronik dapat dilakukan dengan memasukkan substituen

F O

HN

H2N

N N H

N H

 

1-­‐(Benzoiloksi)urea   Hardjono,  2012   CF3

1-­‐(4-­‐(3-­‐amino-­‐1H-­‐indazol-­‐4-­‐il)fenil)-­‐   3-­‐(2-­‐fluoro-­‐ 5(trifluorometil)fenil)urea   Wu  dkk,  2012  

1-(2,4-Dimetilfenil)-3,3dimetil-1(2-nitrobenzil)urea Lokwani dkk, 2011

     

1-­‐Benzil-­‐3-­‐benzoilurea  tersubstitusi   R=  2-­‐Cl,  3-­‐Cl,  4-­‐Cl,  2,4-­‐diCl,  3,4-­‐diCl,  4-­‐Br,  4-­‐F,  4-­‐CF3,  4-­‐NO2,  4-­‐OCH3  4-­‐CH3,  4-­‐t-­‐butil  

Gambar 1. Struktur benzilurea, turunan urea 1,3-disubstitusi, 1-(benzoiloksi)urea, 1-(2,4-dimetilfenil)-3,3   dimetil-1-(2-nitro-benzil)urea, 1-(4-(3-amino-1H-indazol-4-il)fenil)-3-(2-fluoro-5(trifluoro­   metil)fenil)urea,dan 1-benzil-3-benzoilurea tersubstitusi  

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

245

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk

yang mengandung atom yang bersifat elektronegatif, seperti gugus nitro atau halogen pada berbagai posisi. Pemasukan substituen dalam usaha meningkatkan sifat lipofilik dan elektronik di atas dapat pula mempengaruhi sifat sterik senyawa. Perubahan sifat kimia fisika akibat pemasukan substituen tersebut akan mempengaruhi aktivitas biologis senyawa. Prediksi interaksi gugus farmakofor dengan reseptor diamati dengan uji in silico, sehingga dapat diprediksi aktivitas senyawa hasil ranca­ ngan. Aktivitas ditunjukkan dengan harga energi ikatan senyawa dengan reseptor, yang dinyatakan dalam nilai Rerank Score. Makin kecil harga ener­ gi ikatan menunjukkan ikatan yang dihasilkan makin stabil, sehingga diprediksi aktivitasnya semakin besar (18). Uji in silico adalah istilah untuk percobaan atau uji melalui simulasi yang dilakukan deng­ an media komputer. Uji in silico dilakukan deng­ an melakukan penambatan molekul (molecular docking) calon obat dengan reseptor terpilih. Molecular docking dilakukan untuk menyelaraskan molekul calon obat (ligan = molekul kecil) ke dalam reseptor (biomakromolekul) yang merupakan molekul besar protein, dengan memperhatikan sifat keduanya (19). Reseptor yang dipilih untuk molecular docking senyawa turunan 1-benzil-3-benzoilurea adalah Protein Kinases atas dasar penelitian Li dkk. (15). Dari penelusuran pustaka Protein Data Bank berdasarkan kemiripan struktur dengan senyawa yang sudah diidentifikasi, 1-benzil-3-benzoilurea sesuai untuk berinteraksi dengan reseptor PTKs 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi , hidroksiurea sebagai ligan 1UWH

(Protein Kinases) yaitu RAF (Rapidly Accelerated Fibrosarcoma) kinases dengan kode 1 UWH dan berperan sebagai inhibitor. PTKs saat ini sangat intensif diinvestigasi, karena perannya dalam jalur transduksi sinyal proliferatif pada sel-sel mamalia. Banyak reseptor-reseptor faktor pertumbuhan trans membran melalui aktivitas inisiasi PTKs intraselular, selanjutnya ikatan eksternal dari faktor pertumbuhan akan menjadi tahap pertama jalur transduksi sinyal seluler yang meng­atur mitogenesis dan proliferasi sel. Hasil uji aktivitas in silico senyawa induk 1-benzil-3-benzoilurea dan senyawa-2 tersubstitusi diharapkan lebih tinggi dibanding hidroksiurea sebagai pembanding.

METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan teknologi komputasi dikenal dengan terminologi in silico merupakan analog in vivo dan in vitro dan dikenal sebagai penapisan virtual. Penambatan molekul terhadap struktur senyawa 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan menggunakan komputer Fujitsu, Core i5, RAM 4 MB dengan Program Molegro 5.5, ChemBioDraw 11. Hasil modifikasi berupa nilai parameter docking berupa rerank score, Hbond, dan nilai RMSD/root mean square deviation. Namun pada penelitian ini parameter utama docking yaitu nilai rerank score karena rerank score merupakan skor ener­ gi setelah dilakukan ranking kembali, deng­ an memperhitungkan faktor RMSD dan ikatan kimia

Penambatan molekul

Aktivitas sitotoksik secara teoritis sebagai antiproliferatif

sebagai reseptor

Gambar 2. Disain penelitian uji in silico 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi

246

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Farida Suhud

Tabel 1. Asam amino yang terlibat pada interaksi dengan ikatan hydrogen antara hidroksiurea, 1-benzil 3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH No.

Nama Senyawa

Glu 500

Asp 593

1

Hidroksiurea

+

+

3

1-Benzil-3-(2-Cl- benzoil)urea

+

+

2 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14

1-benzil-3-benzoilurea (+Thr528) 1-Benzil-3-(3-Cl- benzoil) urea 1-Benzil-3-(4-Cl-benzoil)urea

1-Benzil-3-(2,4-di-Cl-benzoil)urea 1-Benzil-3-(3,4-di-Cl-benzoil)urea 1-Benzil-3-(4-Br-benzoil)urea 1-Benzil-3-(4-F-benzoil)urea

1-Benzil-3-(4-CF3-benzoil)urea

1-Benzil-3-(4-NO2-benzoil)urea

1-Benzil-3-(4-OCH3-benzoil)urea 1-Benzil-3-(4-CH3-benzoil)urea

1-Benzil-3-(4-t-butil-benzoil)urea

(sterik, van der Waals, ikatan hidrogen, elek­ tro­statik) antara ligan dan protein; dan E-intra (torsi, sp2-sp2, ikatan hidrogen, van der Waals, elektrostatik) dari ligan. Sebagai pembanding untuk uji aktivitas adalah hidroksiurea yang sudah terbukti sebagai antikanker. Uji in silico terhadap 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi ditentukan deng­ an cara melakukan penambatan molekul/molecular docking senyawa tersebut pada reseptor PTKs yang digambarkan dengan molekul 1-UWH (Gambar 2).

HASIL DAN PEMBAHASAN Pada rancangan senyawa induk baru 1-benzil3-benzoilurea, substituen dipilih atas pertimbang­ an sifat lipofilik, elektronik dan sterik yang berpengaruh pada hubungan kuantitatif struktur dan aktivitas. Selanjutnya juga dilihat pengaruh posisi dan jumlah substituen. Atom Cl mempunyai nilai π dan σ positif, interpretasi yang sederhana adalah peningkatan aktivitas disebabkan oleh peningka-

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

+ + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + +

tan sifat lipofilik dan elektronik, dilakukan substitusi pada 2-Cl, 3-Cl dan 4-Cl. Selanjutnya masih meningkatkan kedua sifat tersebut, yaitu dengan rancangan 3,4 dikloro dan 2,4-dikloro. Pilihan berikutnya pada substituen 4-Br, 4-F, 4-CF3 yang mempunyai nilai (+) π besar dan nilai (+) σ sedang . Substituen 4-NO2 mempunyai (-) π sedang nilai (+) σ besar. Substituen 4-OCH3 mempunyai nilai (-) π kecil dan nilai (-) σ cukup besar. Substituen 4-CH3, 4-t-butil, mempunyai nilai (+) π besar dan (-) σ sedang. Substituen yang bervariasi ini akan diamati pengaruh masingmasing terhadap aktivitas . Modifikasi struktur akan mengubah sifat kimia fisika yang berdampak pada aktvitas bio­ logis senyawa tersebut. Hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (log 1/C) suatu turunan senyawa dapat dinyatakan secara kuantitatif melalui parameter-parameter sifat kimia fisika dari subtituen yaitu parameter lipofilik (π), elektro­ nik (σ) dan sterik (Es). Suatu senyawa obat untuk dapat memberikan aktivitas harus mampu me­ nembus membran biologis dan mencapai jaringan target dalam jumlah yang cukup un-

247

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk

Tabel 2. Asam amino yang terlibat pada interaksi sterik antara Hidroksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH Senyawa No.

Glu 500

Asp 593

Ile 591

Leu 504

Phe 594

Thr 528

Gly 592

His 573

Ile 526

Lys 482

Leu 513

Ile 512

Leu 566

1

+2

-

-

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

-

-

-

+3

+4

+

-

-

+3

+3

+

+2

+3

-

+3

+

-

-

-

2 3

+4

+2

+2

+2

+2

5 6

+2

7

+2

8

+

9

+

10

+2

13

+

11

+9

12

+2

14

+2

-

+

+4

+

-

+2

+2

+2

+2

+3

+2

+3

+2

+

-

+3 +2 +3 + +

+2 +

-

+

+3 +

+4

+

+

-

+3

-

+

+4

+

+4

-

+2

+

+2

-

+2

+

-

+

+ +

-

+ +

-

+2

-

+

-

+ +

-

+5

-

+

-

+ +

+3 +4 +3 +3 +3 -

+3 +3 +2

-

-

-

+3

-

+3

-

+3 +3 +3 +3 -

+3 +3 +3

-

+4 +2 +5 +5

-

-

+3

+2

+2

+4 +5

-

-

+ -

+ -

+2 +

-

+

Tabel 3. Nilai rerank score pada interaksi hidroksiurea,1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi de­ ngan 1-UWH No.

Nama senyawa

1

Hidroksiurea

-

3

1-Benzil-3-(2-Cl- benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-Cl-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(3,4-di-Cl-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-F-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-NO2-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-CH3-benzoil)urea

-

2 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14

1-Benzil-3-benzoilurea

-

1-Benzil-3-(3-Cl- benzoil) urea

-

1-Benzil-3-(2,4-di-Cl-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-Br-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-CF3-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-OCH3-benzoil)urea

-

1-Benzil-3-(4-t-butil-benzoil)urea

-

tuk menimbulkan aktivitas. Parameter lipofilik merupakan parameter sifat kimia fisika yang pa­ ling berperan dalam proses distribusi. Sifat elektronik terkait dengan proses interaksi obat reseptor dan juga mempengaruhi proses penembusan membran biologis. Parameter lainnya yaitu sterik

248

Rerank score (RS) 25,5530 90,5615 93,7751 103,311 97,7315 84,1568 97,3751 94,5985 98,9417 104,995 108,019 82,8686 97,8016 77,7803

berkaitan dengan sifat meruah gugus-gugus dan efek gugus pada kontak obat dengan sisi reseptor yang berikatan. Hasil uji in silico untuk melihat jenis dan jumlah asam amino yang membentuk interaksi ikatan hidrogen dan interaksi sterik antara hiJurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Farida Suhud

(a)

(b)

  Gambar 3. Asam amino yang terlibat pada interaksi dengan ikatan hidrogen antara hidroksiurea (a) , 1-ben   zil-3-benzoilurea induk (b) dengan 1-UWH        

(a)

(b)

Gambar 4. Asam amino yang terlibat pada interaksi sterik antara hidroksiurea (a), 1-benzil-3-benzoilurea induk (b) dengan 1-UWH droksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH disajikan pada Tabel 1 dan Tabel 2. Gambaran interaksi ikatan hidrogen dan interaksi sterik antara hidroksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH disajikan pada Gambar 3 dan 4, sedangkan besarnya energi ikatan yang ditunjukkan oleh nilai rerank score (RS) disajikan pada Tabel 3. Pada Tabel 1, baik senyawa pembanding, senyawa induk dan senyawa tersubstitusi berinteraksi melalui ikatan hidrogen dengan pola yang sama dari gugus farmakofor yang sama dengan asam amino Glu 500 dan Asp 593. Senyawa induk juga berikatan dengan Thr 528.

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Dari Tabel 2 terlihat bahwa senyawa induk dan tersubstitusi mengikat asam amino yang relatif sama. Hal ini menunjukkan kesamaan pola interaksi dan gugus farmakofor, yang berarti perbedaan substituen di atas tidak menyebabkan perbedaan pola interaksinya dengan reseptor 1-UWH, namun ada perbedaan pada jumlah interaksi yang terjadi. Dibandingkan dengan hidroksiurea yang hanya berinteraksi dengan 2 macam asam amino, maka senyawa hasil rancangan obat berinteraksi dengan 5- 10 macam asam amino, dapat diprediksi aktivitasnya juga lebih tinggi.

249

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk

Rerank Score dari senyawa induk 1-benzil3-benzoilurea dan tersubstitusi pada reseptor 1-UWH, semuanya menunjukkan nilai yang lebih kecil dibanding hidroksiurea sebagai pemban­ ding. Aktivitas ditunjukkan dengan harga energi ikatan senyawa dengan reseptor, yang dinyatakan dalam nilai Rerank Score. Makin kecil harga ener­ gi ikatan menunjukkan ikatan yang dihasilkan makin stabil, sehingga diprediksi senyawa hasil rancangan aktivitasnya lebih tinggi dibanding hidroksiurea (Hincliffe, 2008). Berdasarkan Rerank Score yang diperoleh dan jenis serta jumlah interaksi obat reseptor yang terjadi maka senyawa hasil rancangan sangat direkomendasikan untuk disintesis lebih lanjut sebagai agen-agen antiproliferatif.

DAFTAR PUSTAKA 1. Aparoy P, Reddt KK, Reddana P. Structure and

KESIMPULAN Semua senyawa hasil rancangan baik senyawa induk 1-benzil-3-benzoilurea maupun senyawa tersubstitusi hasil uji in-silico mempunyai aktivitas antiproliferatif lebih tinggi dibanding hidroksiurea.

UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada yang terhormat Prof. Dr. Siswandono, Apt., MS dan Prof. Dr. Tutuk Budiati, Apt., MS, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga dan Universitas Surabaya, atas semua bimbingan dan dukungan selama studi. anti neoplastic agents. Part 2: Role of ω-hydroxyl

group in the covalent binding to β-tubulin. Bioorg & Med Chem 2007; 15: 1430-1438.

Ligand Based Drug Design Strategies in the

8. Gable .L, Maddux BA, Penaranda C, Zavodovskaya

2. Meng XY, Zhang HX, Mezei M, Cui M. Molecular

Diarylureas are small molecule inhibitors of

Development of Novel 5-LOX Inhibitors. Curr Med Chem 2012; 19(22): 3763-3778.

Docking: A powerful approach for structure-based drug discovery. Curr Compt Aided Drug Des 2011; 7(2): 146-157.

M, Campbell MJ, Lobo M, Robinson L., Schow S, Kerner JA, Goldfine ID, and Youngren JF. 2006.

insulin-like growth factor receptor signaling and breast cancer cell growth. Mol Cancer Ther 2006; 5(4): 1079-1086.

3. Yanuar A. Penambatan Molekuler Praktek dan

9. Choi WK, El-Gamal MI, Choi HS, Baek,D, Oh

4. Flemming A. Anticancer drugs. Finding the perfect

Synthesis, antiproliferative evaluation against

Aplikasi pada Virtual Screening. Fakultas Farmasi Universitas Indonesia. Depok. 2012.

combination. Nature Reviews Drug Discovery 2015; 14: doi:10.1038/nrd4524.

5. Nusbaumer S, Bonnabry P, Veuthey J, Fleury-

containing

1,3,4-triarylpyrazole

scaffold:

melanoma cell lines, ERK kinase inhibition, and

molecular docking studies. Eur J Med Chem 2011; 46: 5754-5762.

Souverain S. Analysis of anticancer drugs: A

10. El-Sawy E, Mandour A, Mahmoud K, Islam IE,

acid derivatives as antitumor drugs. Cancer

N-benzyl and N-benzoyl-3-indolyl heterocycles.

review. Talanta 2011; 85: 2265-2289.

6. Saban N, Bujak M. Hydroxyurea and hydroxamic Chemother Pharmacol 2009; 64: 213-221.

7. Fortin S, Moreau E, Patenaude A, Desjardins M, Lacroix J, Rousseau JLC and Gaudreault R-C. 2007.

250

CH. 2011. New diarylureas and diarylamides

N-Phenyl-N’-(2-chloroethyl)ureas (CEU) as potential

Salem

HMA.

2012.

Synthesis

antimicrobial

and anticancer activities of some new N-ethyl, Acta Pharm 2012; 62: 157-179.

11. Song DQ, Du NN, Wang YE, He WY, Jiang EZ, Cheng SX, Wang YX, Li YH, Wang YP, Li X, Jiang JD.

Synthesis and activity evaluation of phenylurea Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Farida Suhud

as potent antitumor agents. Bioorg & Med. Chem 2009; 17: 3873-3878.

12. Lokwani D, Bhandari S, Pujar R, Shastri P, Shelke G, Pawar V. Use of Quantitative Structure-Activity

Relationship (QSAR) and ADMET prediction studies as screening methods for design of

benzylurea derivatives for anti-cancer activity. J Enzyme Inhib Med Chem 2011; 26(3): 319-331.

15. Li HQ, Zhu TT, Yan T, Luo Y, Zhu HL. Design, synthesis, and structure-activity relationships of

antiproliferative 1,3-disubstituted urea deriva­

tives. Eur J Med Chem 2009, 44: 453-459.

16. Lu CS, Tang K, Li Y, Jin B, Yen DL, Ma C, Che XG, Huang HH, 2013. Synthesis and in vitro antitumor activities

of novel benzylurea analogues of sorafenib. Acta Pharmaceutica Sinica 2013; 48(5): 709-717.

13. Wu X, Wu S, Chen WH. 2012. Molecular docking

17. Hardjono S. Modifikasi struktur 1-(benzoiloksi)

derivativesas kinase insert domain receptor (KDR)

Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga,

and 3D-QSAR study on 4-(1H-indazol-4-yl) phenylamino and aminopyrazolopyridine urea inhibitors. J Mo. Model 2012; 18:1207-1218.

urea dan Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Sitotoksiknya. Disertasi Program Doktor Fakultas Surabaya. 2012.

14. Garafalo A, Goossens L, Six P, Lemoine A, Ravez

18. Hinchliffe A. Molecular Modelling for Beginners.

receptor tyrosine kinase inhibitors. Bioorg & Med

19. Jensen F. Introduction to Computational Chemistry.

S, Farce A, Depreux P. Impact of aryloxy-linked quinazolines: A novel series of selective VEGFR-2 Chem Lett 2011; 21: 2106-2112.

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

2nd ed. Oxford: John Willey & Sons Ltd, pp 81-93. 2008.

2nd ed. John Willey & Sons Ltd, pp 415-416. 2007.

251